INDÚSTRIA DE SUCO DE LARANJA INTEGRAL

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

COORDENAÇÃO DO CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

ISABELLA BORDINHÃO TORRES PEREIRA

JÉSSICA RESENDE BUSSULO

JOÃO MARCOS GUERRA CARPI

KARIYN YAMAMOTO

PATRICIA FLORÊNCIO DE ANDRADE

INDÚSTRIA DE SUCO DE LARANJA INTEGRAL

APUCARANA

2018

ISABELLA BORDINHÃO TORRES PEREIRA

JÉSSICA RESENDE BUSSULO

JOÃO MARCOS GUERRA CARPI

KARIYN YAMAMOTO

PATRICIA FLORÊNCIO DE ANDRADE

INDÚSTRIA DE SUCO DE LARANJA INTEGRAL

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia Química da Universidade Tecnológica Federal do Paraná como requisito à obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Química.

Orientadora: Prof. Dra. Ana Maria Ferrari Lima

Coorientadora: Prof. Dra. Andrea Sartori Jabur

APUCARANA

2018

TERMO DE APROVAÇÃO

Indústria de Suco de Laranja Integral

por

Isabella Bordinhão Torres Pereira

Jéssica Resende Bussulo

João Marcos Guerra Carpi

Kariyn Yamamoto

Patrícia Florêncio de Andrade

Este Trabalho de Conclusão de Curso foi apresentado em 12 de Novembro de 2018

como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Química

da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Câmpus Apucarana. Os candidatos

foram arguidos pela banca examinadora composta pelos professores abaixo

assinados. Após deliberação, a banca examinadora considerou o trabalho aprovado.

___________________________________________________________ Prof.ª Dr.ª Ana Maria Ferrari Lima

Orientadora

______________________________________________________________ Prof.ª Dr.ª Andrea Sartori Jabur

Coorientadora

______________________________________________________________

Prof.ª Dr.ª Ana Cláudia Ueda Membro

______________________________________________________________

Prof.ª Dr.ª Juliana Guerra Sgorlon Membro

“A Folha de Aprovação assinada encontra-se na Coordenação do Curso”.

Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Câmpus Apucarana

COENQ – Coordenação do Curso Superior de Engenharia Química

Dedico este trabalho à minha mãe Leiko Kawasaki e aos meus irmãos Kyohei e Emily por estarem ao meu lado em todas as decisões tomadas durante a caminhada. E também aos meus amigos que foram cruciais para que continuasse no curso de Engenharia Química, dando apoio perante os desafios que surgiram durante a graduação. Dedico este trabalho primeiramente a Deus e a Nossa Senhora Aparecida, por toda sabedoria e força que me proporcionaram neste período. Aos meus pais Centirlei Nespole de Andrade e Marinalva Florêncio de Andrade, por serem os meus maiores exemplo de luta e humildade. E também, ao meu irmão Vinícius, ao Gabriel Zina, meus avós, amigos, tios, primos por acreditarem e apoiarem os meus sonhos. Dedico este trabalho de forma especial a Deus por ser centro de todas as coisas e permitir mais essa vitória em minha vida, aos meus pais João e Luciane por não pouparem esforços para que chegasse até aqui, às minhas irmãs Isadora e Iasmin por sempre estarem me apoiando, ao Geraldo Imbriani Jr. por sempre estar presente e aos meus amigos que sempre acreditaram e mim.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos às nossas orientadoras Profª Dra. Ana Maria Ferrari Lima e

Profª Dra. Andrea Sartori Jabur por nos aceitar e desenvolver o nosso trabalho ao

longo do ano. Expressamos imensa gratidão à nossa banca composta pelas

professoras Dra. Juliana Guerra Sgorlon e Dra. Ana Cláudia Ueda por implementar

melhorias no projeto. Agradecemos, também, ao professor Dr. Fernando Alves da

Silva por sanar nossas dúvidas e auxiliar no que fosse necessário.

Concedemos os nossos agradecimentos aos amigos e aos professores que

acompanharam esse trajeto por meio de convivência e ensinamento transmitido

durante a graduação.

A todos aqueles que, direta ou indiretamente, colaboraram no nosso

desenvolvimento e conclusão deste trabalho, nosso sincero: Obrigado!

“Ficar louco de vez em quando é necessidade básica para permanecer são.”

(Osho)

RESUMO

ANDRADE, Patrícia F.; BUSSULO, Jéssica R.; CARPI, João M. G.; PEREIRA, Isabella B. T.; YAMAMOTO, Kariyn. CITRINO – Indústria de suco de laranja integral. 2018. 149 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Engenharia Química. Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Apucarana, 2018. A busca por hábitos mais saudáveis levou o ser humano a consumir mais alimentos

sem conservantes e aditivos químicos. Essa demanda fez com que a indústria de

sucos, principalmente a integral, recebesse destaque. O Brasil, como grande produtor

e exportador de laranja, tem em seu mercado interno inúmeras marcas de suco. No

entanto, no nicho dos integrais, poucas indústrias apostam, devido ao seu menor

prazo de validade. O Estado de São Paulo é responsável por cerca de 70% da safra

nacional de laranjas, com o Cinturão Citrícola em seu território, o que favorece a

implantação de uma indústria de suco de laranja. A Citrino, empresa proposta neste

trabalho, estará localizada em Franca - SP, por possuir o melhor tratamento de água

do Brasil, fornecedores de matéria-prima em um raio máximo de 380 km e proximidade

ao porto de Santos, para futuramente entrar no mercado de exportação de

concentrado de suco de laranja congelado. A partir dos balanços de massa e energia

foi possível dimensionar os equipamentos utilizados na planta operacional da Citrino,

como também realizar a integração energética a fim de diminuir o material combustível

utilizado na caldeira. O investimento necessário para que este projeto se torne

possível será retornado após 3 anos de operação da fábrica. Preocupada com o meio

ambiente a Citrino se propõem a realizar atividades que impactem de forma mínima

no mesmo, como captar água da chuva para posterior uso não potável em suas

instalações, realizar um eficiente tratamento de efluentes e realizar a doação das

cascas e bagaço da laranja para produtores de ração.

Palavras-chave: Cítricos. Laranja. Suco Integral. Sustentável.

ABSTRACT

ANDRADE, Patrícia F.; BUSSULO, Jéssica R.; CARPI, João M. G.; PEREIRA, Isabella

B. T.; YAMAMOTO, Kariyn. CITRINO – Whole Orange Juice Industry. 2018. 149 f.

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Engenharia Química. Universidade

Tecnológica Federal do Paraná. Apucarana, 2018.

The search for healthier habits has driven the human being to consume more food

without preservatives and chemical additives. This demand has made the juice

industry, especially integral ones, received prominence. Brazil, as a major producer

and exporter of oranges, has in its intern market countless brands of juice. However,

in the niche of the integrals, few industries bet, due to their shorter expiration date. The

State of São Paulo is responsible for about 70% of the national orange harvest, with

the Citrus Belt in its territory, which favors the implementation of an orange juice

industry. Citrino, the company proposed in this work will be located in Franca - SP, due

to owning the best water treatment in Brazil, providers around it within a maximum

radius of 380 km and proximity to Santos’ port, in order to enter on the export market

of frozen orange juice concentrate in the future. From the mass and energy balances

it was possible to size the equipment used in the operational plant of Citrino, as well

as to realize the energy integration in order to reduce the combustible material used in

the boiler. The investment required to make this project possible will be returned after

3 years of factory operation. Concerned about the environment, Citrino proposes to

carry out activities that have a minimal impact on the environment, such as collecting

rainwater for later non-potable use in its facilities, efficiently treating effluents, and

donating orange peel and bagasse for feed producers.

Keywords: Citrus. Orange. Integral Juice. Sustainable.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

FIGURA 1 – LOGOTIPO DA EMPRESA ................................................................... 27

FIGURA 2 – RÓTULO ELABORADO PARA O SUCO CITRINO .............................. 28

FIGURA 3 – LARANJAS UTILIZADAS PARA O PROCESSO DE SUCO ................. 35

FIGURA 4 – VETOR TRANSMISSOR PSILÍDEO DIAPHONA CITRI ....................... 36

FIGURA 5 – SINTOMAS DE UMA LARANJEIRA INFECTADA EM GREENING ...... 37

FIGURA 6 – CRESCENTE EXPORTAÇÃO DE SUCO DE LARANJA INTEGRAL DE

TONELADA POR ANO........................................................................................ 38

FIGURA 7 – EXPORTAÇÃO DO ÓLEO ESSENCIAL EM TONELADAS POR ANO 39

FIGURA 8 – CONSUMO DE SUCO 100% INTEGRAL DE LARANJA, EM MILHÕES

DE LITRO ............................................................................................................ 40

FIGURA 9 – PRODUÇÃO DE PAÍSES SELECIONADOS – LARANJA FRESCA

(1000 T) ............................................................................................................... 42

FIGURA 10 – PARTICIPAÇÃO DOS ESTADOS (%) NA PRODUÇÃO DE LARANJA

IN NATURA NA SAFRA DE 2017 ....................................................................... 43

FIGURA 11 – DIVISÃO DAS REGIÕES DO CINTURÃO CITRÍCOLA NO ESTADO

DE SÃO PAULO .................................................................................................. 44

FIGURA 12 – MÉDIA ANUAL DE INCIDÊNCIA SOLAR GLOBAL NO ESTADO DE

SÃO PAULO ........................................................................................................ 45

FIGURA 13 – MAPA DAS CIDADES FORNECEDORAS DE LARANJA E DE

FRANCA .............................................................................................................. 46

FIGURA 14 – CIDADES PRÓXIMAS À FRANCA- SP .............................................. 47

FIGURA 15 – FLUXOGRAMA DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DO SUCO DE

LARANJA INTEGRAL ......................................................................................... 52

FIGURA 16 – SILO BIN PARA ARMAZENAMENTO DE LARANJA ......................... 53

FIGURA 17 – LAVADORA POR ASPERSÃO ........................................................... 54

FIGURA 18 – TRANSPORTADORA DE ROLETES ................................................. 54

FIGURA 19 – EXTRATORA TIPO ESPREMEDOR .................................................. 56

FIGURA 20 – EXTRATORA TIPO MANDRIL ............................................................ 56

FIGURA 21 – OPERAÇÃO DE UMA EXTRATORA TIPO ESPREMEDOR .............. 57

FIGURA 22 – FINISHER TIPO PARAFUSO ............................................................. 58

FIGURA 23 – FINISHER TIPO PÁ ............................................................................ 59

FIGURA 24 – CENTRÍFUGA CLARIFICADORA ....................................................... 60

FIGURA 25 – ESQUEMA DE UMA UNIDADE DE PASTEURIZAÇÃO HSTS .......... 62

FIGURA 26 – ENVASADORA DE LÍQUIDOS DMOM ............................................... 63

FIGURA 27 – ENVASADORA DMOM ....................................................................... 64

FIGURA 28 – FLUXOGRAMA DO TRATAMENTO DE EFLUENTE ......................... 65

FIGURA 29 – FLUXOGRAMA SIMPLIFICADO DO PROCESSO ............................. 67

FIGURA 30 – VOLUME DE CONTROLE NA EXTRATORA ..................................... 68

FIGURA 31 – BALANÇO DE MASSA DA EXTRATORA .......................................... 69

FIGURA 32 – VOLUME DE CONTROLE NO FINISHER .......................................... 70

FIGURA 33 – BALANÇO DE MASSA NO FINISHER ............................................... 71

FIGURA 34 – VOLUME DE CONTROLE NA CENTRÍFUGA CLARIFICADORA ...... 71

FIGURA 35 – BALANÇO DE MASSA NA CENTRÍFUGA CLARIFICADORA ........... 72

FIGURA 36 – BALANÇO DE MASSA NO PASTEURIZADOR .................................. 72

FIGURA 37 – BALANÇO GLOBAL DO PROCESSO ................................................ 73

FIGURA 38 - BALANÇO DE MASSA NA LAVADORA .............................................. 75

FIGURA 39 - BALANÇO DE MASSA DA SOLUÇÃO ALCALINA CIP 1 ................... 77

FIGURA 40 - BALANÇO DE MASSA DA SOLUÇÃO ÁCIDA CPI 1 .......................... 78

FIGURA 41 - BALANÇO DE MASSA DA PRÉ-LAVAGEM, ETAPA DE ENXÁGUE

CIP 1 ................................................................................................................... 78


FIGURA 43 - BALANÇO DE MASSA DA SOLUÇÃO ÁCIDA CIP 2 .......................... 81


CIP 2 ................................................................................................................... 81


FIGURA 46 - BALANÇO DE MASSA DA SOLUÇÃO ÁCIDA CIP 3 .......................... 83


CIP 3 ................................................................................................................... 84

FIGURA 48 - VARIAÇÃO DE TEMPERATURA VERSUS ENTALPIA PARA A

CORRENTE FRIA ............................................................................................... 86


CORRENTE QUENTE ........................................................................................ 86


CORRENTE QUENTE E FRIA COM 〖ΔT〗MIN=10ºC........................................ 87

FIGURA 51 - DIAGRAMA DE BLOCOS PARA O PROCESSO DE

PASTEURIZAÇÃO .............................................................................................. 87

FIGURA 52 - DIAGRAMA DE BLOCOS PARA O PROCESSO DE RESFRIAMENTO

............................................................................................................................ 90

FIGURA 53 - VÁLVULA BORBOLETA TIPO INOX ................................................... 99

FIGURA 54 - VÁLVULA DE RETENÇÃO DO TIPO DISCO ...................................... 99

FIGURA 55 - ESQUEMA DE UMA GRADE ............................................................ 107

FIGURA 56 - ESQUEMA DE UM DESARENADOR RETANGULAR DE FLUXO

HORIZONTAL ................................................................................................... 108

FIGURA 57 - MEDIDOR DE VAZÃO TIPO CALHA PARSHALL ............................. 108

FIGURA 58 - TANQUE DE EQUALIZAÇÃO COM MISTURADOR HIPERBÓLICO 109

FIGURA 59 - VISTA LATERAL DA LAGOA ANAERÓBIA ...................................... 112

FIGURA 60 - VISTA SUPERIOR DA LAGOA ANAERÓBIA .................................... 112

FIGURA 61 - SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS .............. 117

FIGURA 62 - FILTRO RETENÇÃO DE MATERIAIS GROSSEIROS ...................... 118

FIGURA 63 - DISPOSITIVOS DE DESCARTE DA PRIMEIRA CHUVA ................. 119

FIGURA 64 - CISTERNA VERTICAL 5000 L .......................................................... 120

FIGURA 65 - LAYOUT CITRINO ............................................................................. 123

FIGURA 66 - PLANTA BAIXA ÁREA INDUSTRIAL ................................................ 124

FIGURA 67 - PLANTA PRÉDIO INDUSTRIAL ........................................................ 125

FIGURA 68 - PLANTA 3D GERAL .......................................................................... 126

FIGURA 69 - PLANTA 3D PRÉDIO INDUSTRIAL .................................................. 126

FIGURA 70 - VISTA 3D SILO .................................................................................. 127

FIGURA 71 - VISTA 3D AUDITÓRIO ...................................................................... 127

FIGURA 72 - VISTA RECEPÇÃO 3D ...................................................................... 128

FIGURA 73 - VISTA 3D REFEITÓRIO .................................................................... 128

FIGURA 74 - ÁREA PARA AS INTALAÇÕES FABRIS DA CITRINO ..................... 133

FIGURA 75 - PARCELAS DE AMORTIZAÇÃO E DE PRESTAÇÃO DURANTE 5

ANOS ................................................................................................................ 135

FIGURA 76 - ORGANOGRAMA CITRINO .............................................................. 140

FIGURA 77 - FLUXO DE CAIXA ............................................................................. 148

FIGURA 78 - GRÁFICO PAYBACK ........................................................................ 149

FIGURA 79 - PONTO DE EQUILÍBRIO .................................................................. 150

LISTA DE QUADROS

QUADRO 1 - RESUMO DAS CARACTERÍSTICAS DE LARANJAS DOCES ........... 35

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 – COMPOSIÇÃO DO SUCO DE LARANJA EXIGIDO PELA

LEGISLAÇÃO ...................................................................................................... 31

TABELA 2 – TEORES DE % DE SUCO, ºBRIX E RATIO PARA CADA VARIEDADE

DE LARANJA ...................................................................................................... 31

TABELA 3 – COMPOSIÇÃO APROXIMADA DE SUCO DE LARANJA .................... 33

TABELA 4 – ÁREA, PRODUTIVIDADE E PRODUÇÃO DE LARANJA IN NATURA

NO BRASIL NA SAFRA DE 2017 ....................................................................... 42

TABELA 5 – PREÇO DE PRATELEIRA DOS PRINCIPAIS CONCORRENTES ...... 47

TABELA 6 – ESTIMATIVA POPULACIONAL DAS CIDADES PAULISTAS .............. 48

TABELA 7 - COMPOSIÇÃO APROXIMADA DA LARANJA IN NATURA ................. 68

TABELA 8 - DADOS E VALORES OBTIDOS DAS CORRENTES ............................ 89

TABELA 9 - DADOS E VALORES OBTIDOS DAS CORRENTES NA ETAPA DO

RESFRIAMENTO ................................................................................................ 92

TABELA 10 - SISTEMA DE PASTEURIZAÇÃO ........................................................ 95

TABELA 11- ÁREAS DE TROCA TÉRMICA PARA CADA ETAPA DO

PASTEURIZADOR ............................................................................................ 106

TABELA 12 - DIMENSÕES DA LAGOA ANAERÓBIA ............................................ 112

TABELA 13 - DIMENSÕES DA LAGOA FACULTATIVA ........................................ 114

TABELA 14 - PARÂMETRO DE QUALIDADE ESTABELECIDO PARA USO DE

ÁGUAS PLUVIAIS ............................................................................................. 121

TABELA 15 - INVESTIMENTO FIXO EM EQUIPAMENTOS .................................. 130

TABELA 16 - INVESTIMENTO FIXO EM MÓVEIS, UTENSÍLIOS E TRANSPORTE

.......................................................................................................................... 131

TABELA 17 - MATÉRIA PRIMA .............................................................................. 131

TABELA 18 - POTÊNCIA DOS EQUIPAMENTOS .................................................. 132

TABELA 19 - CUSTO MENSAL .............................................................................. 132

TABELA 20 - INVESTIMENTO PRÉ-OPERACIONAL ............................................ 133

TABELA 21 - INVESTIMENTO TOTAL ................................................................... 134

TABELA 22 - FINANCIAMENTO DO INVESTIMENTO TOTAL .............................. 134

TABELA 23 - TARIFA DO INVESTIMENTO TLP .................................................... 135

TABELA 24 - CAPITAL DEPRECIÁVEL ................................................................. 136

TABELA 25 - CAPITAL DEPRECIÁVEL DE CADA EQUIPAMENTO ..................... 136

TABELA 26 - CARGA TRIBUTÁRIA DE PRODUÇÃO EM CADA MODALIDADE .. 138

TABELA 27 - ALÍQUOTAS IPVA 2019 ESTADO DE SÃO PAULO ......................... 139

TABELA 28 - DIVISÃO DA JORNADA DE TRABALHO .......................................... 143

TABELA 29 - SISTEMA DE RODÍZIO DE FUNCIONÁRIOS DO GRUPO 2 ........... 144

TABELA 30 - SISTEMA DE RODÍZIO DE FUNCIONÁRIOS DO GRUPO 4 ........... 144

TABELA 31 - CARGOS E SALÁRIOS DO GRUPO 1 ............................................. 145




TABELA 35 - GASTOS ANUAIS ............................................................................. 146

TABELA 36 - CUSTOS DIRETO DO PRODUÇÃO DO SUCO DE LARANJA

INTEGRAL ........................................................................................................ 147

TABELA 37 - PAYBACK DESCONTADO ............................................................... 149

LISTA DE ABREVIATURAS

A.C. – Antes de Cristo

CV – Cavalo

h – Hora

ha – Hectare

kg – Quilograma

km – Quilômetro

kW – Quilowatts

kWh – Quilowatts hora

L - Litro

m – Metros

m³ - Metro cúbico

mg – Miligrama

mL – Mililitros

mm – Milímetro

pH – Potencial hidrogeniônico

rpm – Rotações por minuto

t – Tonelada

V – Volt

LISTA DE SIGLAS

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas

BNDES – Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social

CAGED – Cadastro de empregados e desempregados

CEPEA – Centro de estudos avançados em economia aplicada

CIP – Clean in place

COFINS – Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social

CONAB – Companhia nacional de abastecimento

CONAMA – Conselho Nacional de Meio Ambiente

CSLL – Contribuição Social sobre Lucro Líquido

DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio

ETE - Estação de tratamento de esgoto

FCOJ - Frozen concentrated orange juice

FUNDECITRUS - Fundo de defesa da citricultura

HLB - Huanglongbing

HTST - High Temperature and Short Time

IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

ICMS – Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços

INMET – Instituto Nacional de Meteorologia

IPCA –Índice de Preços ao Consumidor

IPI – Imposto sobre Produtos Industrializados

IPTU – Imposto sobre a propriedade predial e territorial urbano

IPTU – Imposto sobre a Propriedade Predial e Territorial Urbano

IPVA – Imposto sobre a Propriedade de Veículos Automotores

IRPJ – Imposto de Renda Pessoa Jurídica

ISS – Imposto sobre Serviços de Qualquer Natureza

JBT- John Bean Technologies

MAPA - Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento

NBR – Norma Brasileira

NFC - Not from concentrate

NTS – Norma Técnica da Sabesp

PEAD – Polietileno de Alta Densidade

PET – Poli (tereftalato) de etileno

PIS/PASEP – Programa de Integração Social e Formação do Patrimônio do Servidor

SEBRAE – Serviços Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas

SEBRAE- Serviço brasileiro de apoio às micro e pequenas empresas

SECEX - Secretaria de Comércio Exterior

SNA - Sociedade Nacional de Agricultura

TDH – Tempo de detenção hidráulica

TLP – Taxa de Longo Prazo

TMA - Taxa Mínima de Atratividade

UNEP – United Nations Enviroment Programme

USDA - United States Department of Agriculture

VPL – Valor Presente Líquido

LISTA DE SÍMBOLOS

𝐴1

2

– Área de meia profundidade

𝐴𝑠 – Área superficial

𝐵 – Largura

𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 – Concentração molar de hidróxido de sódio

𝐶𝐻𝑁𝑂3 – Concentração molar de ácido acético

𝐶𝑂𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 – Carga orgânica total

𝐶𝑂𝑣 – Carga orgânica volumétrica depositada na lagoa facultativa

𝐶𝑂𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 – Carga orgânica final lançada no corpo receptor

𝐿 – Comprimento

𝐿𝑠 – Carga superficial máxima

𝑚𝐶𝑙 – Massa de cloro líquido

𝑚𝐻2𝑂 – Massa de água

�̇�2 – Vazão mássica alimentada no finisher

�̇�4 – Vazão mássica de polpa proveniente do finisher

�̇�5 – Vazão mássica de extrato (suco+polpa) proveniente do finisher

�̇�6 – Vazão mássica de polpa proveniente da centrífuga clarificadora

�̇�7 – Vazão mássica de extrato (suco+polpa) proveniente da centrífuga clarificadora

�̇�𝑏𝑎𝑔𝑎ç𝑜,3 – Vazão mássica de bagaço proveniente da extratora

�̇�𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎,1 – Vazão mássica de laranja alimentada na extratora

�̇�𝑝𝑜𝑙𝑝𝑎,2 – Vazão mássica de polpa proveniente da extratora

�̇�𝑠 – Vazão mássica de suco final

�̇�𝑠𝑢𝑐𝑜,2 – Vazão mássica de suco proveniente da extratora

�̇�𝑙𝑎𝑣𝑎𝑔𝑒𝑚 – Vazão mássica da lavadora

�̇�𝐶𝑙 – Vazão mássica do cloro líquido

�̇�𝐻2𝑂 - Vazão mássica de água

�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 – Vazão mássica do hidróxido de sódio

�̇�𝐻𝑁𝑂3 – Vazão mássica do ácido nítrico

�̇�𝐶𝐼𝑃1 – Vazão mássica do CIP 1



𝑀𝑀𝑁𝑎𝑂𝐻 – Massa molar de hidróxido de sódio

𝑀𝑀𝐻𝑁𝑂3 - Massa molar de ácido acético

𝜂 – Eficiência da remoção do tratamento

�̇�𝑙𝑎𝑣𝑎𝑔𝑒𝑚 – Vazão volumétrica da lavadora

�̇�𝐶𝐼𝑃1 – Vazão volumétrica CIP 1



𝑄7,10 – Vazão mínima de 7 dias consecutivos em com período de retorno de 10 anos

�̇�𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎 – Vazão volumétrica diária de suco

𝑇𝐹 – Temperatura média do ar no mês mais frio

𝑉𝐶𝑙 – Volume do cloro líquido

𝑉𝐻2𝑂 – Volume de água

𝑉𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 – Volume do tanque asséptico refrigerado

𝑉𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 – Volume do reservatório no setor administrativo

𝑉𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜 – Volume diário de suco produzido

𝑉𝑖𝑛𝑑𝑢𝑠𝑡𝑟𝑖𝑎𝑙 – Volume do reservatório no setor industrial

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 – Volume total

𝑥𝐻2𝑂 – Fração mássica da água

𝑥𝐻𝑁𝑂3 – Fração mássica do ácido nítrico

𝑥𝑁𝑎𝑂𝐻 – Fração mássica do hidróxido de sódio

𝑥2 – Fração de extrato da laranja (suco + polpa)

𝑥𝑏𝑎𝑔𝑎ç𝑜,1 – Fração de bagaço da laranja na fruta

𝑥𝑏𝑎𝑔𝑎ç𝑜 – Fração de bagaço da laranja

𝑥𝐶𝑙 – Fração mássica de cloro líquido

𝑥𝑝𝑜𝑙𝑝𝑎 𝑑𝑎 𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎,1 – Fração de polpa da laranja na fruta

𝑥𝑝𝑜𝑙𝑝𝑎,2 – Fração de polpa no extrato proveniente da extratora

𝑥𝑠𝑢𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎,1 – Fração de suco de laranja na fruta

𝑥𝑠𝑢𝑐𝑜,2 – Fração de suco no extrato proveniente da extratora

°C: Grau Celsius

% - Porcentagem

% V/V - Porcentagem em volume

𝜌𝑠𝑢𝑐𝑜 - Massa específica do suco de laranja

𝜌𝐶𝑙 - Massa específica do cloro líquido

𝜌𝐻2𝑂 - Massa específica da água

𝑐𝑝𝑠𝑢𝑐𝑜 – Calor específico do suco de laranja

Q – Calor trocado

ΔH- Variação de entalpia

ΔT- Variação de temperatura

�̇�𝑠𝑢𝑐𝑜- Vazão mássica do suco de laranja.

�̇�𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟- Vazão mássica do vapor de água

�̇�𝑐𝑎𝑟𝑣ã𝑜- Vazão mássica do carvão

𝑃𝐶𝐼𝑐𝑎𝑟𝑣ã𝑜- Poder calorífico do carvão mineral RS

�̇�𝑎𝑚ô𝑛𝑖𝑎𝑙í𝑞- Vazão mássica da amônia liquida

�̇�𝑎𝑚ô𝑛𝑖𝑎- Vazão mássica total de amônia no sistema

�̇�𝑐- Trabalho realizado pelo compressor

h – Entalpia

𝛥𝑇𝑚𝑙 - Média logarítmica das temperaturas das correntes no regenerador

U – Coeficiente global de troca térmica

ℎ̅ - Coeficiente convectivo

𝐷ℎ - Diâmetro hidráulico

k - Condutividade térmica

Re - Número de Reynolds

Pr - Número de Prandtl

Nu – Número de Nusselt

f - Fator de atrito

A - Área de troca térmica

SUMÁRIO

1 APRESENTAÇÃO ................................................................................................. 26

1.1 APRESENTAÇÃO EMPRESA ............................................................................ 26

1.2 APRESENTAÇÃO PRODUTO ............................................................................ 28

2 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 29

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 30

3.1 DEFINIÇÃO ......................................................................................................... 30

3.2 HISTÓRIA MUNDIAL DO SUCO DE LARANJA .................................................. 31

3.3 HISTÓRIA NACIONAL DO SUCO DE LARANJA ............................................... 32

3.4 MATÉRIA-PRIMA ................................................................................................ 33

3.4.1 Laranja ............................................................................................................. 33

3.4.2 Clima e solo ...................................................................................................... 34

3.4.3 Pragas e doenças ............................................................................................ 36

4 PLANO DE NEGÓCIO ........................................................................................... 38

4.1 ANÁLISE DE MERCADO .................................................................................... 38

4.1.1 Mercado externo .............................................................................................. 38

4.1.2 Mercado interno ............................................................................................... 40

4.2 REGIÃO DE IMPLANTAÇÃO DA INDÚSTRIA E LOCALIZAÇÂO ...................... 41

4.3 MERCADO CONSUMIDOR ............................................................................ 48

4.3.1 Compradores do suco de laranja ..................................................................... 48

4.3.2 Subproduto ....................................................................................................... 49

4.4 PERSPECTIVAS FUTURAS ........................................................................... 50

5 JUSTIFICATIVA ................................................................................................. 51

6 FLUXOGRAMA E DESCRIÇÃO DO PROCESSO ................................................ 52

6.1 FLUXOGRAMA ................................................................................................... 52

6.2 DESCRIÇÃO DO PROCESSO ........................................................................... 53

6.2.1 Recepção da matéria-prima ............................................................................. 53

6.2.2 Armazenamento (Silos) .................................................................................... 53

6.2.3 Lavagem .......................................................................................................... 53

6.2.4 Seleção ............................................................................................................ 54

6.2.5 Extração ........................................................................................................... 55

6.2.6 Clarificação ....................................................................................................... 58

6.2.7 Pasteurização ................................................................................................... 60

6.2.8 Envase ............................................................................................................. 62

6.2.9 Armazenamento ............................................................................................... 64

6.2.10 Distribuição ..................................................................................................... 64

6.2.11 Lavagem dos equipamentos .......................................................................... 64

6.3 TRATAMENTO DE EFLUENTES ........................................................................ 65

7 BALANÇO DE MASSA ......................................................................................... 67

7.1 BALANÇO DE MASSA DO SUCO DE LARANJA ............................................... 67

7.2 BALANÇO DE MASSA DA ÁGUA DE LIMPEZA ................................................ 73

7.2.1 Balanço de massa da lavadora ........................................................................ 73

7.2.2 Balanço de massa da CIP 1 ............................................................................. 75



8 BALANÇO DE ENERGIA E INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA ................................. 85

9 DIAGRAMA DE FLUXO DO PROCESSO ............................................................. 93

10 DESCRIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE PROCESSO ...................................... 94

10.1 SILO DE ARMAZENAMENTO .......................................................................... 94

10.2 LAVADORA ....................................................................................................... 94

10.3 TRANSPORTADORA ....................................................................................... 94

10.4 EXTRATORA .................................................................................................... 94

10.5 FINISHER.......................................................................................................... 95

10.6 CENTRÍFUGA CLARIFICADORA ..................................................................... 95

10.7 PASTEURIZADOR ............................................................................................ 95

10.8 TANQUES DE ARMAZENAMENTO ................................................................. 96

10.8.1 Tanque asséptico refrigerado ......................................................................... 96

10.8.2 Tanque asséptico ........................................................................................... 96

10.9 ENVASADORA ................................................................................................. 96

10.10 ROTULADORA ............................................................................................... 97

10.11 CODIFICADORA ............................................................................................. 97

10.12 ENFARDADEIRA ............................................................................................ 97

10.13 CÂMARA FRIA ................................................................................................ 97

10.14 BOMBA CENTRÍFUGA ................................................................................... 97

10.15 CALDEIRA ...................................................................................................... 98

10.16 BALANÇA RODOVIÁRIA ................................................................................ 98

10.17 MEDIDORES ................................................................................................... 98

10.17.1 Temperatura ................................................................................................. 98

10.17.2 Pressão ........................................................................................................ 98

10.17.3 Nível ............................................................................................................. 98

10.18 CONTROLADOR ............................................................................................ 99

10.18.1 Válvula ......................................................................................................... 99

10.19 ÁREA DE TROCA TÉRMICA .......................................................................... 99

10.19.1 Regeneração .............................................................................................. 100

10.19.2 Aquecimento .............................................................................................. 103

10.19.3 Refrigeração ............................................................................................... 104

11 DESCRIÇÃO E DIMENSIONAMENTO DO TRATAMENTO DE EFLUENTES . 107

11.1 TRATAMENTO PRELIMINAR ......................................................................... 107

11.1.1 Grades ......................................................................................................... 107

11.1.2 Desarenador ................................................................................................. 107

11.1.3 Medidor de vazão (Calha Parshall) .............................................................. 108

11.1.4 Tanque de equalização ................................................................................ 109

11.2 TRATAMENTO SECUNDÁRIO ....................................................................... 109

11.2.1 Lagoa anaeróbia .......................................................................................... 110

11.2.2 Lagoa facultativa .......................................................................................... 113

12 DIMENSIONAMENTO DE REAPROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL ........ 117

12.1 ÁREA DE CAPTAÇÃO .................................................................................... 117

12.2 CALHAS E CONDUTORES VERTICAIS ........................................................ 118

12.3 GRADES E FILTROS ...................................................................................... 118

12.4 DISPOSITIVO DE DESCARTE DA PRIMEIRA CHUVA ................................. 118

12.5 DIMENSIONAMENTO E ARMAZENAMENTO DO RESERVATÓRIO ............ 119

12.6 PARÂMETRO DE QUALIDADE DA ÁGUA DO REÚSO ................................. 121

13 LAYOUT ............................................................................................................ 122

13.1 PLANTA BAIXA E LAYOUT 2D ....................................................................... 122

13.2 PLANTA 3D ..................................................................................................... 126

14 ANÁLISE ECONÔMICA .................................................................................... 129

14.1 CAPITAL TOTAL INVESTIDO ......................................................................... 129

14.2 CAPITAL FIXO INICIAL .................................................................................. 130

14.3 CAPITAL DE GIRO ......................................................................................... 131

14.4 INVESTIMENTO PRÉ-OPERACIONAL .......................................................... 132

14.5 INVESTIMENTO TOTAL ................................................................................. 134

14.6 FINANCIAMENTO ........................................................................................... 134

14.7 CAPITAL DEPRECIÁVEL ............................................................................... 136

14.8 TAXA DE IMPOSTO DE PRODUÇÃO ............................................................ 137

14.9 TAXA DE IMPOSTOS DE VEÍCULOS E TERRITÓRIO .................................. 139

14.9.1 IPVA ............................................................................................................. 139

14.9.2 IPTU ............................................................................................................. 139

14.10 CUSTO E DESCRIÇÃO DOS CARGOS ....................................................... 140

14.10.1 Estrutura organizacional ............................................................................. 140

14.10.2 Descrição dos cargos ................................................................................. 141

14.10.3 Jornada de trabalho e custos ..................................................................... 143

14.11 PREVISÃO DE CUSTO E DESPESAS ......................................................... 146

14.12 CUSTO UNITÁRIO ........................................................................................ 146

14.13 FATURAMENTO MENSAL E ANUAL ........................................................... 147

14.14 FLUXO DE CAIXA ......................................................................................... 147

14.15 PAYBACK ..................................................................................................... 148

14.16 PONTO DE EQULÍBRIO ............................................................................... 150

15 CONCLUSÃO .................................................................................................... 151

REFERÊNCIA ......................................................................................................... 152

26

1 APRESENTAÇÃO

1.1 APRESENTAÇÃO EMPRESA

A Citrino é uma indústria voltada para o mercado interno e regional na

produção de suco de laranja integral. Sua sede será situada na cidade de Franca,

localizada ao norte do estado de São Paulo, entre os grandes centros econômicos

São Paulo, Belo Horizonte e Rio de Janeiro.

O nome Citrino refere-se ao mineral quartzo de cor amarelada, muito

apreciada em joalherias. Com tal característica de coloração, o mineral faz menção à

preciosa bebida de mesma cor, o suco de laranja integral.

A empresa foi criada em 2018 com o intuito de levar às pessoas a importância

do consumo de vitaminas e fibras da laranja, cuja fruta pode ser substituída de forma

prática no dia a dia das famílias pelo suco integral. Preocupada com a geração futura

e livre de conservantes, a Citrino conta com uma equipe preparada para atingir o

mercado regional.

Missão: Oferecer sucos integrais de alta qualidade para as famílias brasileiras,

unindo sabor e nutrição, participando da formação de uma geração mais saudável

com transparência, seriedade e fidelidade.

Visão: Tornar-se líder nacional no ramo de suco e ingredientes naturais

derivados da laranja, buscando atuar de forma sustentável, otimizando ao máximo

cada processo visando a mínima geração de resíduos. Ser reconhecido pela inovação

tecnológica que garante alta produção a baixo custo operacional e por fornecer um

ambiente de trabalho seguro e respeitoso aos funcionários.

Valores:

Respeito ao ambiente;

Ética;

Inovação;

Transparência;

Confiabilidade.

27

FIGURA 1 – LOGOTIPO DA EMPRESA

FONTE: AUTORIA PRÓPRIA, 2018.

28

1.2 APRESENTAÇÃO PRODUTO

O suco Citrino de laranja integral consiste em uma dose unitária de 300 mL,

suficiente para acompanhar as refeições diárias. Seu tamanho torna a bebida prática,

levando a refrescância da fruta de forma rápida e saudável aos seus consumidores.

O produto é feito apenas de laranja, 100% natural, e passa pelo procedimento de

pasteurização que permite a não proliferação de bactérias, fungos e microrganismo,

e assegura a validade do suco em 30 dias após a fabricação.

A bebida possui um alto valor nutricional, fonte de vitaminas e minerais como

potássio, ácido fólico e betacaroteno, essenciais à saúde.

O rótulo do produto é do tipo sleeve que cobre toda a garrafa, assim, não

permitindo a passagem da luz o qual poderia causar a degradação do suco de laranja.

A Figura 2 abaixo ilustra o rótulo do produto que chegará às prateleiras ao consumidor.

FIGURA 2 – RÓTULO ELABORADO PARA O SUCO CITRINO


29

2 INTRODUÇÃO

A laranja brasileira destaca-se por sua qualidade devido a característica ideal

para produção de suco. Em razão de grande escala de processo e com seu baixo

custo, o Brasil tornou-se o maior produtor de suco de laranja, sendo responsável por

60% da produção mundial e aproximadamente 80% da produção brasileira de laranja

são destinadas à indústria de bebidas (FRANCO, 2016).

Segundo Gottems (2018), a cada cinco copos de suco de laranja consumidos

no mundo, três são produzidos no Brasil, em nenhuma outra commodity, o país tem

amplitude semelhante.

Com alta produção de laranja, a citricultura fechou o ano de 2017 com uma

das principais atividades geradoras de emprego do Estado de São Paulo. Conforme

os dados do Cadastro Geral de Empregados e Desempregados (CAGED), do

Ministério do Trabalho, a atividade encerrou o ano com um total de 51.477 admissões.

(CITRUSBR, 2017).

De acordo com Zafalon (2017), as vendas externas do produto não

concentrado (NFC) estão em ascensão. Entre 2001/02 e 2016/17, as NFC subiram de

24 mil toneladas para 1,21 milhão de toneladas.

O Brasil é considerado o maior exportador de suco de laranja do mundo. De

novembro a janeiro de 2016, foram exportados US$ 437,66 milhões de suco integral.

Os principais importadores do suco de laranja brasileiro são Estados Unidos, União

Europeia, Japão e China (FRANCO, 2016).

O suco integral trata-se de bebida saborosa, funcional e que traz benefícios à

saúde. As propriedades funcionais da bebida não sofrem nenhum processo de quebra

dos nutrientes e das partículas, atuando no aumento da imunidade. A recomendação

diária de vitamina C é de 45 mg por dia, aproximadamente uma laranja. O suco pode

ser uma ótima alternativa para atingir os níveis de vitaminas e fibras (MASTROROSA,

2017).

Cabe destacar outros setores como subproduto da indústria citrícola que são

os mercados de óleos essenciais, bagaço para ração animal e a polpa congelada.

30

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 DEFINIÇÃO

O suco de laranja pode ser obtido nas formas natural, o suco não concentrado

(Not From Concentrate – NFC) também conhecido como integral, e suco concentrado

congelado (Frozen Concentrated Orange Juice – FCOJ), e reconstituído. A categoria

natural engloba sucos provenientes de frutas frescas e preparados na hora. O suco

integral é aquele no qual não há adição de açúcares e está na sua concentração

natural. O suco concentrado é parcialmente desidratado. O suco reconstituído é feito

a partir do suco concentrado, com adição de água, devendo apresentar os mesmos

parâmetros de qualidade do suco integral (GONÇALVES, 2009).

Outra modalidade de suco é o néctar. Esse necessita de uma participação de

suco de laranja acima de 30% e açúcar em sua composição (GONÇALVES, 2009).

Também é possível encontrar no Brasil os preparados líquidos, bebidas

concentradas para refresco pronto, ou néctar de laranja. Nos supermercados é

comum encontrar o néctar de laranja pronto para beber e o preparado líquido para

refresco de laranja, a ser reconstituído pelo consumidor (GONÇALVES, 2009).

De acordo com Gonçalves (2009), a lei brasileira exige que refrigerantes de

laranja devem conter no mínimo 10% de suco de laranja, com adição de dióxidos de

carbono para constituir uma bebida gaseificada, e a informação deve constar no

rótulo. Para os néctares e refrescos, mesmo que gaseificados, não há essa

obrigatoriedade. Além dessas modalidades, há os sucos desidratados e mistos.

Segundo a Instrução Normativa n. 01, de 07 de jan. de 2000 do Ministério da

Agricultura e do Abastecimento (BRASIL, 2000), que regulamenta os padrões de

identidade e qualidade para polpa de diferentes frutas e suco de frutas, o suco de

laranja deverá possuir cor amarela, aroma e sabor próprio. Deverá também possuir a

composição demonstrada na Tabela 1.

31

TABELA 1 – COMPOSIÇÃO DO SUCO DE LARANJA EXIGIDO PELA LEGISLAÇÃO

Composição Mínimo Máximo

Sólidos solúveis em º Brix, a 20º C 10,5 - Relação de sólidos solúveis em ºBrix/acidez em g/100g de ácido

cítrico anidro 7,0 -

Ácido ascórbico (mg/100mg) 25,00 - Açúcares totais naturais da laranja (g/100g) - 13,00

Óleo essencial de laranja %v/v - 0,035

*Um grau ºBrix corresponde a 1g de sacarose por 100g de solução.

FONTE: BRASIL, 2000.

Segundo Hortibrasil (2009), o Teor de Sólidos Solúveis (ºBrix), o Ratio

(Açúcares/Acidez) e a Porcentagem de Suco (Peso do Suco/Peso do Fruto) para cada

variedade de laranja com valores determinados para o Estado de São Paulo e para o

Triângulo Mineiro, estão ilustrados na Tabela 2.

TABELA 2 – TEORES DE % DE SUCO, ºBRIX E RATIO PARA CADA VARIEDADE DE LARANJA

Variedade % de suco ºBrix Ratio

Hamlin 35 10,0 9,5 Baia 35 10,0 9,5 Rubi 40 9,0 9,5 Pêra 45 10,0 9,5 Natal 44 10,0 9,5

Valência 44 10,0 9,5 Lima 35 10,0 -

FONTE: HORTIBRASIL, 2009.

3.2 HISTÓRIA MUNDIAL DO SUCO DE LARANJA

As primeiras menções de frutas cítricas na história mundial datam de 1027 a

256 a.C., em publicações chinesas famosas. A região asiática é o local onde há

registros dos primeiros cultivos das espécies cítricas, por serem espécies nativas da

região. A primeira laranja doce citada de que se tem conhecimento pertence ao grupo

das tangerinas, denominada tien kan. A distribuição mundial das espécies cítricas,

especialmente as laranjas, deu-se pelo contato entre diferentes nações, que faziam

trocas de animais e plantas comuns em suas regiões. Dessa forma, o cultivo de

espécies cítricas foi sendo disseminado pelo mundo, ocorrendo mutações e dando

origem à laranja, como hoje conhecemos, decorrente do cruzamento de vários tipos

de cítricos (DONADIO; MOURÃO FILHO; MOREIRA, 2005).

32

No continente americano, foi Colombo quem trouxe as primeiras sementes de

espécies cítricas por volta de 1493, chegando ao Brasil no início da sua colonização,

em 1530. Na Flórida, Estados Unidos, exploradores espanhóis trouxeram os primeiros

cítricos entre 1513 e 1565. Já na Califórnia, este fato ocorreu através das missões

franciscanas em meados de 1769 (DONADIO; MOURÃO FILHO; MOREIRA, 2005).

Foi em 1905, nos Estados Unidos, que produtores de laranja e comerciantes

juntamente com industriais, criaram a máquina de espremer. Disponível

primeiramente em bares, para posteriormente chegar aos lares americanos, com a

ideia de se beber mais o suco de laranja. Esta ideia foi incentivada pelos produtores

de laranja, pois a substituição do fruto “in natura” pelo suco aumentaria a demanda

pela fruta, já que para se obter um copo de suco de laranja, são necessárias de três

a quatro laranjas. A partir deste momento, as famílias aceitaram e compraram a ideia,

tornando-se assim um costume de ingerir o suco de laranja no café da manhã. O suco

anteriormente era entregue nas portas das casas da mesma forma que o leite

engarrafado. Seu consumo foi aumentando e sua produção acelerou-se a partir da

Segunda Guerra Mundial, com o desenvolvimento da indústria (RIBEIRO, 1992).

3.3 HISTÓRIA NACIONAL DO SUCO DE LARANJA

A primeira fábrica de suco de laranja não concentrado foi implantada no Brasil

no período da Segunda Guerra Mundial, a fim de evitar o desperdício do fruto.

Contudo, a empresa fracassou por falta de mercado consumidor. A retomada da

indústria de suco de laranja foi feita devido a uma geada que atingiu os pomares da

Flórida em 1962, dando a oportunidade ao Brasil de abastecer o mercado interno e

externo (NEVES et al, 2013).

O suco de laranja originário do Brasil é conhecido por sua elevada qualidade.

O tipo de suco produzido é ditado pelo comportamento do consumidor em mercados

de mais alto poder aquisitivo, que nos últimos anos passou a preferir o suco não

concentrado ao suco concentrado congelado, por ser um produto de paladar mais

agradável, com sabor mais aproximado ao do suco espremido na hora e por possuir

uma imagem mais saudável. As primeiras produções de NFC no Brasil começaram

em 1999/2000 ainda em caráter experimental, em 2000 foram realizadas as primeiras

exportações, mas só em 2002/03 o NFC passou a ser registrado pela Secex

33

(Secretaria de Comércio Exterior) separadamente das exportações do FCOJ

(FRANCO, 2016).

3.4 MATÉRIA-PRIMA

3.4.1 Laranja

No gênero Citrus, a família Rutaceae se destaca economicamente. Esse

gênero compreende grande variedades de frutas, em sua maioria representada por

laranjas doces (Citrus sinensis), tangerinas (Citrus reticulada e Citrus deliciosa),

limões (Citrus limon), limas ácidas como o Tahiti (Citrus latifolia) e o Galego (Citrus

aurantiifolia), e doces tais como a lima da Pérsia (Citrus limettioides), pomelo (Citrus

paradisi), cidra (Citrus medica), laranja azeda (Citrus aurantium) e toranjas (Citrus

grandis) (BASTOS et al., 2014).

De acordo com Lorenzi et al. (2006), as laranjeiras possuem porte médio,

atingindo em média cinco a dez metros de altura, possuindo uma copa densa,

arredondada e perene. As suas folhas são verdes, brilhantes e muito aromáticas, e as

flores são pequenas e brancas, atraindo as abelhas metalíferas em profusão.

Geralmente, as laranjas são esféricas, de casca alaranjada, com pericarpo

esbranquiçada rico em pectina.

O suco de laranja é constituído por água, açúcares, ácidos orgânicos, pectina,

minerais, óleos essenciais, fibras, proteínas e lipídios, conforme a Tabela 3.

TABELA 3 – COMPOSIÇÃO APROXIMADA DE SUCO DE LARANJA

Constituintes Porcentagem (%)

Água 85-90 Açúcares 6-9

Ácidos 0,5-1,5 Pectina 0,5-1,5 Minerais 0,5-0,8

Óleos essenciais 0,2-0,5 Fibra 0,5-1,0

Proteína 0,5-0,8 Lipídios 0,1-0,2

FONTE: MACRER et al., 1993.

34

3.4.2 Clima e solo

Segundo Buslig (1991), o gênero Citrus é de origem tropical; dessa forma o

clima com temperatura entre 23ºC e 32ºC e alta umidade relativa do ar são favoráveis

para citricultura.

As laranjeiras adaptam-se em diferentes regimes térmicos, desde

temperaturas elevadas e constantes, até em grande variação sazonal. Temperaturas

acima de 40ºC e abaixo de 13ºC acarretam a perda de produtividade, devido à baixa

taxa de fotossíntese (ORTOLANI et al., 1991). Reuther (1977) demonstrou que a

temperatura do ar exerce influência nas fases de desenvolvimento da planta até a

maturação dos frutos.

O desenvolvimento das árvores e consequentemente a produção de frutos

ocorrem em solos profundos e permeáveis, com pH na faixa de 5,0 a 6,5. Solos com

pouca profundidade, de textura argilosa sujeitos a encharcamentos desfavorecem o

crescimento da laranjeira. Em solo arenosos, a capacidade de retenção de água é

baixa, assim, limitando o desenvolvimento das raízes (JUNIOR et al., 2005).

A deficiência hídrica (< 50mm/mês) nas regiões tropicais durante 2 a 4 meses,

pode acarretar na redução de metabolismo da planta cítrica, o qual induz a um

repouso vegetativo. A ausência de chuva provoca queda de flores, reduzindo a

produção (DOORENBOS e KASSAM, 1979).

Segundo Camargo et al. (1999), as condições climáticas do Estado de São

Paulo influenciam o rendimento dos citros, principalmente as variáveis meteorológicas

que favorecem a florada e crescimento inicial dos frutos.

Quanto à maturação, as cultivares são divididas em subgrupos, que podem

ser precoces (maio a julho), meia-estação (agosto a outubro) ou tardia (novembro a

janeiro), e também quanto à coloração do endocarpo, o qual pode ser: claro,

alaranjado ou de polpa avermelhada, devido a presença de antocianinas, como

mostra o Quadro 1 a seguir.

35

QUADRO 1 - RESUMO DAS CARACTERÍSTICAS DE LARANJAS DOCES

Cultivar Característica do fruto

Maturação Teor de suco Acidez

Pera Ano todo Alto Baixa

Valência Tardia Alto Média

Natal Tardia Alto Média

Folha murcha Tardia Alto Baixa

Hamlin Precoce Baixo Alta

Bahia Meia-estação Baixo Média

Baianinha Meia-estação Baixo Média

Lima Meia-estação Baixo Baixa

Rubi Meia-estação Médio Média

Westin Precoce Médio Média

FONTE: BASTOS et al., 2014.

As principais variedades de laranjas doces destinadas ao processamento para

suco são Pera, Valência, Natal e Folha murcha como ilustra a Figura 3 a seguir.

FIGURA 3 – LARANJAS UTILIZADAS PARA O PROCESSO DE SUCO

FONTE: CITRÍCOLA LUCATO, 2016.

36

Nas condições do estado de São Paulo, a laranja pera possui maturação

mediana ou meia-estação e está apta para colheita entre 10 e 14 meses após a antese

(momento de maturação de uma flor). Outras cultivares como Natal, Valência e Folha

murcha são tardias, abrangendo o ponto de colheita entre 12 e 18 meses (BASTOS

et al., 2014).

A maturação da Halim é precoce e há baixo valor comercial para produção de

suco em comparação à Pera, Natal e Valência (POZZAN e TRIBONI, 2005).

A diversidade no plantio das laranjas é uma forma de manejar o controle de

pragas e doenças e reduzir os impactos das adversidades climáticas.

3.4.3 Pragas e doenças

É comum o aparecimento de algumas pragas e doenças na citricultura,

algumas delas são consideradas graves, como o Greening, também chamado de

Huanglongbing (HLB), sendo o agente causal uma bactéria chamada Candidatus

Liberibacter ssp., que se aloja e se desenvolve no floema das plantas impedindo a

distribuição da seiva. Seu vetor de transmissão é o psilídeo Diaphona citri, um

pequeno inseto de coloração cinza e com manchas escuras nas asas que mede de 2

a 3 mm de comprimento. Quando contaminadas, as plantas novas não chegam a

produzir e plantas adultas tornam-se improdutivas em 2 a 5 anos. Uma vez infectadas

as plantas devem ser eliminadas, pois não há métodos curativos para o Greening.

Para controle do psilídeo podem ser utilizados inseticidas em pulverização e

sistêmicos, aplicados via solo (granulados), em drench (via líquido) e diretamente ao

tronco (FUNDECITRUS, 2009).

FIGURA 4 – VETOR TRANSMISSOR PSILÍDEO DIAPHONA CITRI

FONTE: FUNDECITRUS, 2009.

37

FIGURA 5 – SINTOMAS DE UMA LARANJEIRA INFECTADA EM GREENING

FONTE: FUNDECITRUS, 2009.

Outras doenças mais comuns causadas por fungos são verrugose, gomose,

melanose, rubelose e mancha preta, e pragas como ácaros, cochonilhas, coleobrocas,

pulgões, moscas-das-frutas, lagartas e formigas (DONADIO; MOURÃO FILHO;

MOREIRA, 2005).

38

4 PLANO DE NEGÓCIO

4.1 ANÁLISE DE MERCADO

4.1.1 Mercado externo

O Brasil é responsável por 60% da produção mundial de suco, sendo cerca

de 80% da produção brasileira destinada à indústria de suco de laranja. Os principais

importadores de suco de laranja são a União Europeia, Estados Unidos, Japão e

China (FRANCO, 2016).

As exportações de suco de laranja continuam em ritmo crescente nos

primeiros meses da safra 2017/2018 de acordo com a Secex. Entre os meses de julho

de 2017 e março de 2018, os embarques totalizaram 855,8 toneladas de suco de

laranja. O suco de laranja integral participa com US$ 437,66 milhões (FARMING

BRASIL, 2018).

A Figura 6 demonstra a crescente exportação de suco de laranja nos anos de

2008 à 2017.

FIGURA 6 – CRESCENTE EXPORTAÇÃO DE SUCO DE LARANJA INTEGRAL DE TONELADA POR ANO

FONTE: ADAPTADO CITURUSBR, 2018.

39

O Brasil é destaque na produção de óleo essenciais cítricos, obtido como

subproduto da indústria de suco de laranja. Entre os 18 óleos mais importantes o Brasil

lidera dois dos mais importantes, Citrus sinesis e Citrus aurantifolia. Destaca-se a

importância da Citrus Sinesis, popularmente conhecida como laranja doce, sendo uma

das frutas utilizadas na produção de suco da Citrino, dessa forma facilitando

futuramente a obtenção em larga escala. (Sociedade Nacional de Agricultura, 2017).

O mercado mundial de óleo essencial movimenta US$ 15 bilhões por ano,

representando um crescimento de 11% por ano. O Brasil contribui com de 5% do total

de óleos importados, entre janeiro a outubro de 2013, o Brasil exportou cerca de 26

mil toneladas de óleos cítricos. Os maiores consumidores de óleos essenciais são os

EUA (40%) e União Europeia (30%), sendo a França o maior importador (Sociedade

Nacional de Agricultura, 2017).

A Figura 7 apresenta as exportações de óleo essencial nos anos de 2011 à

2017.

FIGURA 7 – EXPORTAÇÃO DO ÓLEO ESSENCIAL EM TONELADAS POR ANO

FONTE: ADAPTADO CITURUSBR, 2018.

40

4.1.2 Mercado interno

A sociedade está cada dia mais preocupada com a saúde, assim a busca pela

qualidade de vida se estende aos cuidados com a alimentação, marcado por uma

crescente demanda por produtos saudáveis e com características nutricionais e

sensoriais próximas dos alimentos in natura. Deste modo, a indústria alimentícia está

cada vez mais atenta aos desejos do consumidor e investindo em novas formulações

para novos produtos, e concentrando o marketing no apelo à vida saudável

(WANSINK, 2004; MACHADO, 2013).

De acordo com SEBRAE (Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas

Empresas) (2006), verificou-se o aumento de consumo de bebidas não alcoólicas e

não carbonatadas, tais como sucos (prontos, concentrados, entre outros), chás e

água. Os sucos prontos estão entre as bebidas que mais crescem no setor das não

alcoólicas. A Figura 8 apresenta esse aumento do consumo de suco de laranja integral

entre os anos 2004 a 2014.

FIGURA 8 – CONSUMO DE SUCO 100% INTEGRAL DE LARANJA, EM MILHÕES DE LITRO

FONTE: FREITAS, 2015.

Segundo Bouças (2018), o mercado brasileiro de refrigerantes, que encolheu

4,6% em volume de vendas no ano passado, para 11,5 bilhões de litros, pode

apresentar nova queda neste ano, entre 5 a 6%. Pesquisa feita em fevereiro, com

1355 brasileiros, demonstrou que 31% escolheu bebidas não alcoólicas ao invés das

alcoólicas nos últimos 12 meses. Do total, 38% está interessado em bebidas com

benefícios provenientes de ingredientes naturais; 34% informou que gostaria de ter

mais opções de bebidas sem adoçantes artificiais; 34% gostaria de ver mais bebidas

41

não alcoólicas com embalagens retornáveis; e 28% teve o interesse de ver mais

opções de bebidas vegetais. Outra pesquisa revelou também que 30% dos brasileiros

estão comprando mais bebidas naturais e 25% consumindo menos bebidas com

ingredientes artificiais.

Com maior preocupação dos consumidores em ingerir produtos mais

saudáveis, no ano de 2016, o segmento de sucos e bebidas de frutas foi responsável

por 31% dos lançamentos de produtos no mercado de bebidas não alcoólicas. E 52%

dos produtos lançados em 2016 foram integrais, de maior valor agregado. Deste

modo, refrescos e néctares, mais baratos, têm perdido participação de mercados para

os sucos 100% (LOPES, 2017).

Estudos da Tetra Pak indicam que o consumo de sucos integrais será

multiplicado em cinco vezes nos próximos anos. No ano de 2014 o consumo do país

foi de 470 bilhões de litros e a expectativa é que aumente nos anos seguintes

(DOURADOS AGORA, 2016).

4.2 REGIÃO DE IMPLANTAÇÃO DA INDÚSTRIA E LOCALIZAÇÂO

Segundo Conab (2017), estimou-se uma produção de aproximadamente 18

milhões de toneladas para safra brasileira de laranja in natura nos anos 2016/17, como

demonstra a Figura 9 a seguir. De acordo com departamento, a produção aumentará

5,39% em comparação ao ano interior.

42

FIGURA 9 – PRODUÇÃO DE PAÍSES SELECIONADOS – LARANJA FRESCA (1000 t)

FONTE: ADAPTADO DE CONAB, 2017.

Ao analisar os dados anteriores, nota-se que o Brasil é o maior produtor

mundial de laranja com área de plantio de 629.770 hectares (IBGE, 2017). No Brasil,

a região responsável por 70,73% da produção é o estado de São Paulo, seguido de

Bahia, Minas Gerais e Paraná conforme a Tabela 4 e a Figura 10.

TABELA 4 – ÁREA, PRODUTIVIDADE E PRODUÇÃO DE LARANJA IN NATURA NO BRASIL NA SAFRA DE 2017

Região – UF Área

colhida (ha) Produtividade

(kg.h-1a) Produção (t)

Participação % na produção

São Paulo 426.455 24.540 10.465.335 70,73 Bahia 71.500 13.785 985.650 6,66

Minas Gerais 38.082 25.264 962.113 6,50 Paraná 21.600 37.542 810.900 5,48 Sergipe 42.769 11.437 489.156 3,31

Rio Grande do Sul 24.327 16.414 399.296 2,70 Pará 13.650 14.014 191.291 1,29

Outros 32.211 15.289 492.477 3,33

FONTE: CONAB, 2017.

43

FIGURA 10 – PARTICIPAÇÃO DOS ESTADOS (%) NA PRODUÇÃO DE LARANJA IN NATURA NA SAFRA DE 2017

FONTE: ADAPTADO DE CONAB, 2017.

Devido à alta concentração produtiva na região paulista, o local denominou-

se como cinturão citrícola, o qual compreende Estado de São Paulo e Triângulo

Mineiro. No cinturão citrícola, estão localizados diversos institutos de pesquisa

voltados à laranja, que buscam melhorias na qualidade das frutas e soluções para

prevenir e combater as pragas e doenças.

Embora a região seja contínua, há diferenças significativas da citricultura de

uma determinada localidade em relação à outra, divididas em cinco regiões produtoras

denominadas de Noroeste, Norte, Centro, Sul, em função da sua posição geográfica

no Estado de São Paulo, e Castelo, devido à relação ao eixo da rodovia Castelo

Branco. A Figura 11 a seguir mostra essas regiões citadas e também onde as fábricas

processadoras estão localizadas.

44

FIGURA 11 – DIVISÃO DAS REGIÕES DO CINTURÃO CITRÍCOLA NO ESTADO DE SÃO PAULO

FONTES: NEVES et al., 2010.

De acordo com Fundecitrus (2017), a estimativa da safra de laranja 2017/18

do cinturão citrícola é de 385,20 milhões de caixas de 40,8 kg. Estima-se que a região

Central será a maior produtora com 109,10 milhões de caixas.

Para a escolha da região de implantação da indústria deve-se levar em

consideração critérios como a qualidade da água, distância do fornecedor de matéria-

prima, incentivos fiscais oferecidos e a qualidade da malha viária.

Franca é a primeira cidade do país em saneamento básico e está localizada

no interior do estado de São Paulo. A mesma tem 100% de água tratada e coleta-

tratamento de esgoto, indicada pela quarta vez consecutiva como o município que

mais se destaca no quesito saneamento (SÃO PAULO, 2017a).

Segundo Portal do Governo de São Paulo (2017b), a malha rodoviária paulista

possui 81,6% de sua extensão classificados como ótimo ou bom. Como a distribuição

será regional, essa característica tem um impacto positivo no custo da logística, uma

vez que a probabilidade de acontecer algum acidente diminui, o tempo de transporte

é reduzido e acontecem menos danos à carga e ao veículo.

45

Além de auxiliar na logística e possuir um ótimo tratamento de água, o

município de Franca oferece incentivos fiscais relacionados às atividades

desenvolvidas pela empresa. Os incentivos disponibilizados por lei são: pelo prazo de

cinco anos, os impostos municipais não incidem sobre atividades necessárias à

industrialização de produtos do solo, e desconto cumulativo de até 10% no IPTU aos

proprietários de imóveis comerciais que adotem medidas que estimulem a proteção,

preservação e recuperação do ambiente.

Como a empresa tem como perspectiva futura implementar um sistema de

placas fotovoltaicas para aproveitamento da luz solar como energia elétrica,

acarretando em um menor uso de energia da rede, no cumprimento de um dos

requisitos solicitados para obter desconto no IPTU e, consequentemente,

barateamento do custo final do produto é importante que o local de escolha para a

instalação possua uma incidência de irradiação solar boa. De acordo com o Governo

do Estado de São Paulo (2013), Franca está localizada na região paulista com maior

incidência de irradiação solar como pode ser visualizado na Figura 12.

FIGURA 12 – MÉDIA ANUAL DE INCIDÊNCIA SOLAR GLOBAL NO ESTADO DE SÃO PAULO

FONTE: GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO, 2013.

46

De acordo com Nosso Campo (2016), no Centro-Oeste Paulista, os municípios

de Lucianópolis (SP), Duartina (SP) e Reginópolis (SP) têm mais de 25 mil hectares com

plantações de laranja. A distância de Lucianópolis até Franca são 359 km, Duartina são

352 km e Reginópolis são 287 km. Como as três cidades estão próximas de Franca

(Figura 13), todas podem ser utilizadas como fornecedores de laranja. Portanto, a

indústria será instalada em Franca – SP.

FIGURA 13 – MAPA DAS CIDADES FORNECEDORAS DE LARANJA E DE FRANCA

FONTE: SP TURISMO, 2018.

Os principais concorrentes nas regiões, onde o suco será vendido, são os

sucos de laranja naturais integrais das marcas Natural One, Naturacitrus e Xandô. O

preço de prateleira médio para esses produtos está disponível na Tabela 5.

47

TABELA 5 – PREÇO DE PRATELEIRA DOS PRINCIPAIS CONCORRENTES

Marca Natural One 900mL Naturacitrus 1L Xandô 1L

Preço (R$) 8,37 7,90 6,45


4.3 DEFINIÇÃO DE PRODUÇÃO

Definiu-se um raio de 350 km para atingir o mercado consumidor a partir da

cidade sede, em específico a região oeste de Franca - SP, onde engloba principais

cidades metropolitanas como ilustra a Figura 14.

FIGURA 14 – CIDADES PRÓXIMAS À FRANCA- SP

FONTE: IMAGEM GOOGLE, 2018.

48

As cidades estabelecidas e suas respectivas populações se encontram na

Tabela 6 a seguir.

TABELA 6 – ESTIMATIVA POPULACIONAL DAS CIDADES PAULISTAS

Cidade População

Araraquara 230.770 Barretos 120.638 Bauru 344.039

Campinas 1.182.429 Catanduva 221.475

Franca 347.237 Ribeirão preto 682.310

São Carlos 246.078 São José do Rio Preto 408.258 São José dos Campos 703.219

São Paulo 12.110.000 Sorocaba 659.871 Uberaba 328.272

Uberlândia 676.613

Total 18.261.209

FONTE: IBGE, 2016.

Segundo Piedrahita (2016), o consumo médio anual de suco de laranja

integral no Brasil foi de 0,4 litros por habitante. Conforme esse dado, estabeleceu-se

base de cálculo para produção de suco de laranja da Citrino.

A produção anual de suco de laranja será equivalente a 7,3 milhões de litros

e com meta diária de aproximadamente 20 m³.

4.3 MERCADO CONSUMIDOR

4.3.1 Compradores do suco de laranja

Analisando o comportamento de consumidores intermediários e finais do suco

integral de laranja de uma grande concorrente do mercado Prat’s, localizada em

Paranavaí – PR, adotou-se como objetivo vender o suco da Citrino primeiramente para

varejistas (mercados, padarias, lanchonetes, hotéis, entre outros). É essencial que os

consumidores da Citrino tenham consciência de que o suco de laranja é um produto

vivo, que para manter sua qualidade não deve ser exposto a altas temperaturas e ser

armazenado em refrigeração adequada (OLIVEIRA, 2016).

49

4.3.2 Subproduto

Os resíduos provenientes da indústria de citros envolvem quantidades

apreciáveis de casca, caroço, dentre outros. Além da sua biomassa, esses

subprodutos são fonte de proteínas, enzimas e óleos essenciais, passíveis de

recuperação e aproveitamento.

O acúmulo de grandes volumes de resíduos armazenados em locais

inadequados pode gerar sérios riscos de poluição ambiental em recursos hídricos e

solos, e criar um ambiente propício para proliferação de vetores transmissíveis, tais

como moscas, formigas, ratos e baratas, os quais podem levar riscos à saúde humana

(PEREIRA et al., 2009).

A polpa cítrica é um ingrediente de alta densidade energéticas para animais

em crescimento e lactação e tem pouco ou nenhum efeito adverso na fermentação

ruminal em comparação a alimentos ricos em amido (BAMPIDIS; ROBINSON, 2006).

Nussio et al. (2000) verificaram que a adição de polpa cítrica em dietas de

vacas leiteiras que continham amido de baixa, média e alta degradabilidade,

aumentou a produção leiteira, quando adicionada às dietas com média e alta

degradabilidade ruminal. Sendo assim, Santos (1999) sugeriu adição de polpa cítrica

em dietas que possuem excesso de amido degradável no rúmen.

Com a safra de laranja sendo iniciada em maio e terminando em dezembro, a

época de produção é favorável, pois coincide com a entressafra de grãos como o

milho e sorgo. Portanto, os pecuaristas têm a vantagem desse suplemento energético

nos meses em que o milho atinge a cotação máxima (SCOTON, 2003).

O Brasil tem seu destaque na produção de óleos essenciais que são extraídos

do pericarpo do fruto (parte mais externa da casca) e, ao lado da Índia, China e

Indonésia é considerado um dos quatro produtores mundiais.

Derivados de óleo essencial de laranja, são usados em perfumarias,

sabonetes e na área farmacêutica em geral, além de materiais de limpeza, e setores

alimentícios. O rendimento máximo de extração de óleo é de 0,4%, isso equivale a 4

kg de óleo cítrico para cada tonelada de fruta processada (SILVA, 2002).

Deste modo, é plausível afirmar a doação de todo o resíduo obtido, sendo

responsabilidade do receptor retirá-los. E, futuramente, realizar a retirada do óleo

essencial e vende-lo para os produtores que utilizam essa matéria-prima.

50

4.4 PERSPECTIVAS FUTURAS

Segundo o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (BRASIL,

2017), a produção de laranja deverá passar de 14,6 milhões de toneladas na safra

2016/17 para 14,9 milhões de toneladas em 2026/27. A produção deve ficar

estagnada nos próximos anos pois a taxa anual de crescimento prevista é de 0,2 %.

As exportações de suco de laranja devem passar de 2,3 milhões de toneladas

em 2016/17 para 2,8 milhões de toneladas ao final do período das projeções. Isso

representa um aumento de 19,6% na quantidade exportada. Restrições comerciais na

forma de barreiras ao comércio são o principal fator limitante da expansão do suco de

laranja (BRASIL, 2017).

Após consolidar-se no mercado regional, a Citrino e seu plano diretor tem

como meta construir novas filias em várias regiões do país uma vez que a produção

brasileira de laranja deve permanecer sólida. Como as projeções para exportação são

vantajosas, a outra meta é produzir suco de laranja não concentrado para exportação

aos países que apresentam uma tendência de aumento de demanda desse produto.

Em relação ao óleo essencial, subproduto do processo que possui alto valor agregado,

no futuro objetiva-se realizar a sua extração para venda.

51

5 JUSTIFICATIVA

Os consumidores brasileiros apresentam uma mudança no consumo de

bebidas optando por sucos naturais sem adição de conservantes. Dessa forma, o

mercado de suco de laranja integral está em crescimento. O Brasil é o maior produtor

de laranjas do mundo e a maior produção está localizada no estado de São Paulo.

Os subprodutos possuem alto valor agregado. A escolha da indústria de suco

de laranja integral levou em consideração os parâmetros de mercado citados

anteriormente.

Sendo assim, o Brasil possui grandes vantagens na competição

agroindustrial: baixos custos de produção, clima favorável, mão de obra barata, terras

férteis, pomares com boa produtividade, estrutura logística das indústrias para

embarque e desembarque nos portos (SOCIEDADE NACIONAL DE AGRICULTURA,

2017).

52

6 FLUXOGRAMA E DESCRIÇÃO DO PROCESSO

6.1 FLUXOGRAMA

O fluxograma do processamento do suco de laranja integral apresentado na

Figura 15 representa uma adaptação do processo de Tocchini, Nisida e Martin (1995).

FIGURA 15 – FLUXOGRAMA DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DO SUCO DE LARANJA INTEGRAL

FONTE: MODIFICADO DE TOCCHINI; NISIDA; MARTIN, 2018.

53

6.2 DESCRIÇÃO DO PROCESSO

6.2.1 Recepção da matéria-prima

A matéria-prima é transportada por meio de caminhões, que são pesados para

quantificar a massa de fruta recebida. Em seguida, coleta-se uma amostra significativa

de cada carga para que realizem as análises de sólidos solúveis (ºBrix) e acidez, bem

como identificação de lote e variedade. Essas análises são fundamentais para

selecionar a ordem dos lotes que serão processados.

Após a análise as laranjas são descarregadas sobre esteiras transportadoras

que as direcionam para o armazenamento.

6.2.2 Armazenamento (Silos)

As frutas selecionadas são armazenadas em silos de armazenamento tipo

bins (Figura 16). Como a estocagem é por um curto período de tempo, no máximo 48

horas, não necessita de resfriamento. Os silos são feitos de estruturas metálicas ou

de madeiras e deve ser um ambiente seco, ventilado, e sem incidência de luz solar

direta.

FIGURA 16 – SILO BIN PARA ARMAZENAMENTO DE LARANJA

FONTE: GRACIELLA, 2018.

6.2.3 Lavagem

As frutas são lavadas para retirar as sujidades da casca. A lavagem é feita em

duas etapas, usando primeiramente jatos de água clorada, seguido de enxague com

água límpida.

54

O lavador das laranjas será dotado de escovas cilíndricas rotativas com

cerdas de nylon, as frutas entram na máquina e, ao mesmo tempo, são escovadas e

lavadas por meio de jatos d’água de alta pressão, conforme a Figura 17.

FIGURA 17 – LAVADORA POR ASPERSÃO

FONTE: ROMANIA, 2018.

A água de lavagem é direcionada para estação de tratamento de efluente

(ETE).

6.2.4 Seleção

Nesta etapa, as frutas passam por uma inspeção visual, de modo que as

laranjas impróprias, podres e partes defeituosas são descartadas. No transportador

de roletes (Figura 18) que se seleciona o diâmetro do fruto e também se descarta

pedaços de folhas, caules e pedras por meio da distância entre roletes.

FIGURA 18 – TRANSPORTADORA DE ROLETES

FONTE: GRUPO ARBOR, 2013.

55

Os frutos devem possuir mesmo diâmetro, pois os extratores possuem um

determinado tamanho padrão para processamento, e também devem estar maduros,

de modo que se obtenha o máximo de rendimento em sólidos solúveis e as melhores

características de sabor e aroma. (MACRER et al., 1993).

Os funcionários que realizam essa etapa devem passar por um treinamento

que esclareça os critérios de seleção e seu comportamento quanto aos cuidados de

higiene. O ambiente onde é realizada essa etapa deve ter boa iluminação, ser mantido

limpo e arejado.

6.2.5 Extração

Segundo Tetra Pak (1998), a etapa de extração consiste em espremer ou

escarear as laranjas inteiras ou cortadas por meio de pressão mecânica, evitando que

o bagaço, óleo e outros componentes da fruta entrem no suco e alterem o sabor. Após

a lavagem, as laranjas são direcionadas para o extrator ideal para obter um melhor

rendimento do suco. Essa etapa é muito importante, uma vez que determina o

rendimento e qualidade do suco, portanto, é necessário o ajuste correto das condições

de operação do extrator.

Existem dois tipos de extratores que dominam as plantas de processamento

de laranja, o tipo espremedor e o tipo mandril, conforme a Figura 19 e 20,

respectivamente. Para esses dois tipos há duas marcas principais: JBT para tipo

espremedor e Brown para o tipo mandril (TETRA PAK, 1998).

56

FIGURA 19 – EXTRATORA TIPO ESPREMEDOR

FONTE: TETRA PAK,1998.

FIGURA 20 – EXTRATORA TIPO MANDRIL


57

De acordo com Yamanaka (2005), o processo de extração pelo tipo

espremedor pode ser dividido em quatro partes. Primeiro, a laranja é colocada

automaticamente no copo inferior, então o copo superior desce comprimindo a fruta

contra o cortador inferior localizado na extremidade do tubo coador, que abre um

orifício na fruta, através do qual o suco escoa, sem entrar em contato com a casca. A

extração é completada com a compressão do material retido dentro do tubo coador e

a casca é expelida por um espaço anular no copo superior e as membranas e

sementes saem pelo orifício central do elemento que comprime o material existente

no interior do tubo coador, na fase final de extração. O funcionamento da extratora do

tipo espremedor está ilustrado na Figura 21.

FIGURA 21 – OPERAÇÃO DE UMA EXTRATORA TIPO ESPREMEDOR


58

O extrator tipo mandril corta a laranja em dois hemisférios, sendo cada um

seguro por um copo. A extração é feita pela pressão de um cone à metade cortada do

fruto.

Os dois tipos de extração possuem rendimentos similares e só se diferem em

relação à qualidade da polpa (TETRA PAK, 1998).

6.2.6 Clarificação

O suco que sai da extratora possui um teor de aproximadamente 20 a 25% de

polpa e então vai para a etapa de ajuste de polpa que é realizada por um finisher. O

finisher funciona basicamente como peneira e pode ser do tipo parafuso ou pá (TETRA

PAK, 1998).

Os finishers de tipo parafuso (Figura 22) possuem um parafuso de aço

inoxidável que transporta o suco com polpa até o momento em que essa mistura é

pressionada contra uma peneira cilíndrica. A polpa retida na peneira é descartada pelo

finisher (TETRA PAK, 1998).

FIGURA 22 – FINISHER TIPO PARAFUSO

FONTE: GENEMCO, 2010.

Os finishers de tipo pá (Figura 23) possuem um conjunto de pás que giram ao

redor de um eixo em um cilindro. As pás empurram a polpa contra a peneira por meio

de força centrífuga. Devido a isso a polpa é menos danificada e a quantidade de suco

processada é maior (TETRA PAK, 1998).

59

FIGURA 23 – FINISHER TIPO PÁ

FONTE: GENEMCO, 2010.

Para o processo da Citrino optou-se por utilizar um finisher do tipo pá, anterior

a centrífuga, por possuir maior capacidade de processamento e ao melhor tratamento

dado a polpa e pela disponibilidade no mercado. Outro ponto a ser levado em

consideração é que atualmente as principais fornecedoras recomendam o uso do

finisher tipo pá. Será utilizado apenas um finisher, pois a eficiência desse tipo de

equipamento produzido atualmente é semelhante aos dois em série proposto pela

literatura em 1998.

Após a passagem pelo finisher, o teor de polpa será em média 12%, porém

para a comercialização do suco recomenda-se 4% de teor de polpa. Dessa forma é

necessário o uso de quatro centrífugas para diminuir o teor de polpa e eliminar

possíveis resíduos sólidos que ainda fazem parte do suco. A centrífuga clarificadora

(Figura 24) separa a parte sólida da líquida e opera sem a necessidade de paradas

para a retirada da polpa, uma vez que a polpa é descarregada abrindo um

compartimento na periferia do vaso giratório. Por fim, o suco clarificado deixa a

centrífuga e segue para a etapa de pasteurização (TETRA PAK, 1998).

60

FIGURA 24 – CENTRÍFUGA CLARIFICADORA

FONTE: GUIALAT, 2016.

6.2.7 Pasteurização

A qualidade do suco é influenciada por fatores microbiológicos, enzimático,

químicos e físicos, que comprometem suas características nutricionais e

organolépticas, como sabor, cor, aroma, consistência e turbidez.

As bactérias produtoras de ácido lático como Lactobacillus e Leuconostoc

apresentam resistência térmica muito baixa, sendo destruídas quando aplicado o

tratamento térmico. Os produtos da degradação pelas bactérias são o CO2, ácido

lático o diacetil. O diacetil produz um sabor desagradável ao suco e um forte odor

(CORRÊA NETO, 1999).

A deterioração mais comum em suco de frutas é causada por leveduras,

devido à sua alta resistência a ácidos e por apresentarem maior resistência térmica


Os fungos da microbiota natural das frutas são capazes de se desenvolverem

em uma alta faixa de pH, contudo possuem uma baixa resistência térmica, sendo

eliminados na pasteurização. Existem também fungos termorresistentes, como do

genêro Byssochlamys, que podem deteriorar o suco (CORRÊA NETO, 1999).

61

No tratamento térmico, emprega-se uma temperatura em torno de 90°C para

preservar o suco, mas esse calor aplicado pode ser insuficiente para alguns fungos

termorresistentes. Temperaturas mais elevadas podem alterar as características

físico-químicas do produto. Nestes casos, adota-se o maior cuidado com práticas

higiênico-sanitárias, que possam diminuir a contaminação das matérias-primas


O suco de laranja possui também enzimas, como a pectinesterase, que

acelera a hidrólise na molécula da pectina. A pectina é um componente que atua como

um emulsificante e ajuda a manter a suspensão, consequentemente, a turbidez do

suco. A parte turva do suco corresponde à viscosidade do suco de laranja, de modo

que a quebra dessas enzimas provoca a redução dessa viscosidade. O calor é o

método mais comum para inativar a pectinesterase. A temperatura varia de acordo

com o tipo e o pH das laranjas. Os sucos provenientes das laranjas Valência e

Pineaple são pasteurizados com tempos de retenção de 12, 6 e 3 segundos que varia

de acordo com a temperatura. A temperatura específica de pasteurização, varia de

acordo com o pH do suco. Para pH 3,6 a temperatura deve estar entre 88 e 96 °C, já

no pH 4,1 de 93,5 a 99 °C para inativar a pectinesterase. Um tratamento térmico no

mínimo a 91°C durante 40 segundos é suficiente para inativação enzimática do suco

de laranja (CORRÊA NETO, 1999).

No processo de pasteurização a alta temperatura e a curto tempo HTST (High

Temperature and Short Time) uma pequena quantidade do produto é submetida ao

tratamento térmico em um trocador de calor. Assim, o alimento não sofre

superaquecimento, o suco é rapidamente aquecido e resfriado, sendo letais às

enzimas e micro-organismos, conservando os fatores químicos. Utiliza-se trocadores

de calor por placas ou tubular. Os trocadores de calor por placas tratam-se de um

conjunto de placas de metal corrugadas com aberturas para a passagem de dois

fluidos, suco e água aquecida ou vapor. Esse trocador apresenta uma grande área

comparada ao volume, com maior eficiência térmica. Já no trocador por tubos, a

bebida circula de um tubo a outro e a água aquecida é recirculada pelas paredes do

tubo. São utilizados para fluidos viscosos e que necessitam altas pressões (CORRÊA

NETO, 1999).

O tratamento térmico por placas contínuo possui ótimas vantagens, como boa

distribuição de temperatura, facilidade de higienização e manutenção; é um

equipamento compacto e é viável economicamente (GUT, 2012).

62

O equipamento é composto por seções de forma que a bebida seja aquecida

por certo período e resfriada até a temperatura de embalagem a 30ºC. O trocador

possui um segmento de regeneração, em que a entalpia do produto já aquecido é

recuperada para pré-aquecer o produto bruto que entra no equipamento, em uma

seção de regeneração térmica (GUT, 2012).

FIGURA 25 – ESQUEMA DE UMA UNIDADE DE PASTEURIZAÇÃO HSTS

FONTE: GUT, 2012.

Portanto, verifica-se que a pasteurização é o processo utilizado para

assegurar a qualidade dos produtos, aumentar a vida de prateleira e reduzir a

atividade enzimática. Para a escolha do método de pasteurização adequada

observou-se que o tratamento térmico do suco deve ocorrer de forma rápida, com alta

eficiência e de forma higiênica. Assim, o modelo adequado para o processo do suco

é o trocador de calor por placas contínuo por sua alta eficiência e manutenção.

6.2.8 Envase

O processo de envase inicia-se com o fim do processo de fabricação do suco

de laranja. Nesta etapa, é importante destacar sobre a embalagem a ser utilizada para

63

armazenamento do suco. A embalagem tem como função proteger e conservar o

produto em questão, como também apresentar todas as informações necessárias ao

consumidor. A embalagem escolhida para armazenamento do suco de laranja é a de

poli (tereftalato) de etileno (PET), por ser reciclável, no volume de 300 mL (BARÃO,

2011).

Considerando um alto padrão de esterilidade das embalagens, a mesma não

necessita de lavagem antes de receber o suco. No momento do envase, é de extrema

relevância que o suco tenha o mínimo contato com o ar, evitando sua oxidação e

contaminação. Deve ser uma operação rápida e com ausência de gotejamentos. Esse

equipamento deve ser lavado e sanitizado com frequência, a fim de evitar proliferação

de bactérias e microrganismos (Figura 26 e 27) (RIZZO; MENEGUZZO, 2007).

FIGURA 26 – ENVASADORA DE LÍQUIDOS DMOM

FONTE: DMOM MÁQUINAS LTDA, 2018.

64

FIGURA 27 – ENVASADORA DMOM

FONTE: DMOM MÁQUINAS LTDA, 2018.

6.2.9 Armazenamento

Após o envase é o momento de se armazenar o suco a baixas temperaturas,

mantendo assim as condições nas quais o suco saiu da pasteurização. Sua

estabilidade físico-químicas e microbiológicas deve ser mantida em condições de

estocagem em temperatura de 4ºC. Nesta temperatura, a validade do suco de laranja

em prateleira é de cerca de 29 dias e após abertos os sucos devem ser consumidos

em quarenta e oito horas. Assim, será necessária uma câmara fria, onde ocorrerá a

estocagem do produto até sua distribuição aos clientes (VENTURINI, 2005)

(OLIVEIRA, 2016).

6.2.10 Distribuição

A distribuição do suco de laranja deve ser em transporte refrigerado nas

condições de armazenamento.

6.2.11 Lavagem dos equipamentos

Para a lavagem dos equipamentos utiliza-se a limpeza em linha (CIP - Clean

in place), que ocorre em circuito fechado em equipamentos que circula e recircula

detergentes e soluções de enxague até a limpeza total. A higienização a CIP é um

sistema capaz de limpar 100% as extratoras, tanques e trocadores de calor, através

da remoção de resíduos alimentícios e bactérias (SOUZA, 2010).

65

Os produtos utilizados para limpeza são à base de hidróxido de sódio nas

concentrações de 2,0% a 2,5% e um produto a base de ácido nítrico com

concentração de 1% a 1,5%. A temperatura de operação depende do tipo de resíduo

e do equipamento. De forma geral, a pré-lavagem utiliza água fria com o objetivo de

remover os resquícios grosseiros. Segue-se para a limpeza com solução alcalina para

remover resíduos como proteínas e gorduras, seguido por uma limpeza ácida de 30

minutos que retira resíduos minerais. Posteriormente ocorre o enxágue para remover

os produtos químicos de limpeza e finalizado com um enxágue final à temperatura

ambiente (SOUZA, 2010).

6.3 TRATAMENTO DE EFLUENTES

Ao realizar a lavagem das laranjas e dos equipamentos para o preparo do

suco, geram-se um efluente de 295 mg/L e 1380 mg/L de Demanda Bioquímica de

Oxigênio (DBO), respectivamente (YAMANAKA 2005). Deste modo, adotou-se o

sistema australiano para tratar o efluente com alta carga orgânica.

Esse sistema é dotado por tratamento preliminares (grades, desarenador,

medidor de vazão e tanque de equalização) e tratamento secundário (lagoa anaeróbia

e lagoa facultativa).

A Figura 28 apresenta o fluxograma típico do tratamento de efluente de

indústria cítrica.

FIGURA 28 – FLUXOGRAMA DO TRATAMENTO DE EFLUENTE

FONTE: SPERLING, M.V. (ADAPTADO), 2014.

66

Mais informações sobre o tratamento e dimensionamento das lagoas serão

apresentadas na seção 10.

67

7 BALANÇO DE MASSA

O fluxograma simplificado do processo consta na Figura 29, sendo o número

de equipamentos não correspondente ao processo. A representação exata dos

equipamentos se encontra no Diagrama de Fluxo de Processo (Seção 9).

FIGURA 29 – FLUXOGRAMA SIMPLIFICADO DO PROCESSO


7.1 BALANÇO DE MASSA DO SUCO DE LARANJA

Definiu-se um volume de controle na extratora (Figura 30) que possui uma

entrada de laranja (corrente 1), uma saída de bagaço (corrente 3) e outra de extrato

(corrente 2). O tempo de processamento de suco e de limpeza e manutenção foi

estimado em 6,5 h e 1,5 h, respectivamente. Totalizando 8 horas de operação diária.

Todos os cálculos foram realizados considerando regime permanente.

68

FIGURA 30 – VOLUME DE CONTROLE NA EXTRATORA


Para o início do processo, utilizou-se uma massa de 44067,61 kg de laranja,

sendo a vazão mássica de entrada de 6779,63 kg.h-1. A partir da Tabela 7, considerou-

se a porcentagem da corrente 2 sendo 45% de suco da laranja, 25% de polpa da

laranja, totalizando 70% (x2), e a porcentagem de bagaço, 30% da laranja (xbagaço).

TABELA 7 - COMPOSIÇÃO APROXIMADA DA LARANJA IN NATURA

Composição Porcentagem mássica (%)

Suco 40-45 Casca externa (flavedo) 8-10 Casca interna (albedo) 15-30

Polpa e membranas 20-30 Semente 0-4

FONTE: ABECITRUS, 2004.

A partir da quantidade de extrato na saída (corrente 2), calculou-se as frações

de suco e polpa no extrato. De acordo com as Equações 1 e 2, temos:

𝑥𝑠𝑢𝑐𝑜,2 =𝑥𝑠𝑢𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎,1

𝑥2=

0,45

0,7= 0,643 (1)

𝑥𝑝𝑜𝑙𝑝𝑎,2 =𝑥𝑝𝑜𝑙𝑝𝑎 𝑑𝑎 𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎,1

𝑥2=

0,25

0,7= 0,357 (2)

Encontradas as frações, calcularam-se as vazões mássicas de suco e de

polpa presentes no extrato, e de bagaço, por meio das Equações 3, 4 e 5,

respectivamente.

Para a corrente 2, temos:

69

�́�𝑠𝑢𝑐𝑜,2 = �́�𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎,1 ∗ 𝑥𝑠𝑢𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎,1 (3)

�́�𝑠𝑢𝑐𝑜,2 = 6779,63𝑘𝑔

ℎ∗ 0,45 = 3051,51

𝑘𝑔

ℎ

�́�𝑝𝑜𝑙𝑝𝑎,2 = �́�𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎,1 ∗ 𝑥𝑝𝑜𝑙𝑝𝑎 𝑑𝑎 𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎,1 (4)

�́�𝑝𝑜𝑙𝑝𝑎,2 = 6779,63𝑘𝑔

ℎ∗ 0,25 = 1694,23

𝑘𝑔

ℎ

Portanto, a vazão total da corrente 2 é 4745,74 kg.h-1 (�́�2).

Para a corrente 3, temos:

�́�𝑏𝑎𝑔𝑎ç𝑜,3 = �́�𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎,1 ∗ 𝑥𝑏𝑎𝑔𝑎ç𝑜,1 (5)

�́�𝑏𝑎𝑔𝑎ç𝑜,3 = 6779,63𝑘𝑔

ℎ∗ 0,3 = 2033,89

𝑘𝑔

ℎ

A Figura 31 esboça as correntes de entrada e saída na extratora com as

respectivas vazões e frações.

FIGURA 31 – BALANÇO DE MASSA DA EXTRATORA


No finisher ocorre a primeira filtração e remoção de polpa do extrato. De

acordo com TETRAPAK (1998), o teor de polpa resultante deste equipamento deve

ser em torno de 12%.

70

Determinadas as frações de saída do finisher, definiu-se o volume de controle

do equipamento conforme a Figura 32.

FIGURA 32 – VOLUME DE CONTROLE NO FINISHER


Para encontrar a vazão mássica de saída do finisher (corrente 5) foi feito um

balanço de massa global (Equação 6) e para a polpa (Equação 7) no finisher.

�́�2 = �́�4 + �́�5 (6)

0,357�́�2 = �́�4 + 0,12�́�5 (7)

Combinando as equações 7 e 8, temos:

0,357�́�2 = �́�2 − �́�5 + 0,12�́�5 (8)

0,357 ∗ 4745,74 = 4745,74 − �́�5 + 0,12�́�5 (9)

Portanto, a vazão mássica de saída do finisher (corrente 5) é 3467,09 kg.h-1 e a de polpa (corrente 4) é 1278,65 kg.h-1.

A Figura 33 esboça as correntes de entrada e saída no finisher com as


71

FIGURA 33 – BALANÇO DE MASSA NO FINISHER


Segundo a TETRAPAK (1998), após o finisher temos uma centrífuga

clarificadora, onde o teor de polpa recomendada para comercialização de suco é de

4%. Consequentemente, a fração de suco é de 96%.

FIGURA 34 – VOLUME DE CONTROLE NA CENTRÍFUGA CLARIFICADORA


Para encontrar a vazão mássica da corrente 7 foi feito um balanço de massa

global (Equação 10) e para a polpa (Equação 11) na centrífuga.

�́�5 = �́�6 + �́�7 (10)

0,12�́�5 = �́�6 + 0,04�́�7 (11)

Combinando as equações 10 e 11, temos:

0,12�́�5 = �́�5 − �́�7 + 0,04�́�7

72

0,12 ∗ 3467,09 = 3467,09 − �́�7 + 0,04�́�7

Portanto, a vazão mássica da corrente 7 é 3178,17 kg.h-1 e a da corrente 6 é

288,92 kg.h-1.

A Figura 35 esboça as correntes de entrada e saída na centrífuga com as


FIGURA 35 – BALANÇO DE MASSA NA CENTRÍFUGA CLARIFICADORA


A partir desta etapa, desconsidera-se perdas significativas de massa no

processo de pasteurização e refrigeração (Figura 36). Dessa maneira, a vazão

mássica de suco ao final do processo é 3178,17 kg.h-1.

FIGURA 36 – BALANÇO DE MASSA NO PASTEURIZADOR


Segundo Alves et al. (2016), a massa específica do suco de laranja a 30ºC é

de 1032,43 kg/m3. Assim, obteve-se a vazão volumétrica da produção de suco por

hora conforme a Equação 12.

�́�𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎 =�́�8

𝜌𝑠𝑢𝑐𝑜 (12)

73

�́�𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎 =3178,17

𝑘𝑔ℎ

1032,43𝑘𝑔𝑚3

= 3,078 𝑚3. ℎ−1

Operando 6,5 horas por dia, tem-se:

𝑉𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜 = 3,078𝑚3

ℎ∗ 6,5 ℎ = 20,007 𝑚3

Portanto, o balanço global é representado pela Figura 37.

FIGURA 37 – BALANÇO GLOBAL DO PROCESSO


7.2 BALANÇO DE MASSA DA ÁGUA DE LIMPEZA 7.2.1 Balanço de massa da lavadora

Para sanitização das frutas recomenda-se o uso de uma concentração de 5

mg.L-1 do cloro ativo (COELHO, 2014).

Como utilizaremos uma solução de cloro a 9% em 599,967 L de água, é

necessário aproximadamente 33,33 mL de cloro líquido.

Conhecendo a massa específica do cloro líquido e da água a 25ºC,

calcularam-se a massa de cada um dos componentes pelas Equações 13 e 14,

respectivamente.

𝑚𝐶𝑙 = 𝜌𝐶𝑙𝑉𝐶𝑙 (13)

74

𝑚𝐶𝑙 = 1,05𝑔

𝑐𝑚3∙ 33,33 𝑚𝐿 ∙

1𝑐𝑚3

𝑚𝐿

∴ 𝑚𝐶𝑙 = 34,9965 𝑔

𝑚𝐻2𝑂 = 𝜌𝐻2𝑂𝑉𝐻2𝑂 (14)

𝑚𝐻2𝑂 = 0,997𝑔

𝑐𝑚3∙ 599967 𝑚𝐿 ∙

1𝑐𝑚3

𝑚𝐿

∴ 𝑚𝐻2𝑂 = 598167,099 𝑔

Possuindo os valores das massas dos componentes, determinou-se as

frações mássicas do cloro líquido e da água pelas respectivas Equações 15 e 16.

𝑥𝐶𝑙 =𝑚𝐶𝑙

𝑚𝐶𝑙 + 𝑚𝐻2𝑂 (15)

∴ 𝑥𝐶𝑙 = 5,85 ∙ 10−5

𝑥𝐻2𝑂 =𝑚𝐻2𝑂

𝑚𝐶𝑙 + 𝑚𝐻2𝑂 (16)

∴ 𝑥𝐻2𝑂 = 0,9999

Para determinar as vazões mássicas das correntes de cloro e da água,

inicialmente calculou-se a vazão mássica da lavagem por meio da Equação 17.

�̇�𝑙𝑎𝑣𝑎𝑔𝑒𝑚 = 𝜌𝐻2𝑂�̇�𝑙𝑎𝑣𝑎𝑔𝑒𝑚 (17)

75

�̇�𝑙𝑎𝑣𝑎𝑔𝑒𝑚 = 0,997𝑔

𝑚𝐿∙ 600

𝐿

ℎ

∴ �̇�𝑙𝑎𝑣𝑎𝑔𝑒𝑚 = 598,2 𝑘𝑔. ℎ−1

Possuindo o valor da vazão mássica da lavagem, determinaram-se as vazões

mássicas de cloro e da água através da Equação 18 e 19, respectivamente.

�̇�𝐶𝑙 = �̇�𝑙𝑎𝑣𝑎𝑔𝑒𝑚𝑥𝐶𝑙 (18)

∴ �̇�𝐶𝑙 = 0,035234 𝑘𝑔. ℎ−1

�̇�𝐻2𝑂 = �̇�𝑙𝑎𝑣𝑎𝑔𝑒𝑚𝑥𝐻2𝑂 (19)

∴ �̇�𝐻2𝑂 = 598,182 𝑘𝑔. ℎ−1

Para melhor visualização do balanço de massa na lavadora, os valores

obtidos anteriormente estão dispostos na Figura 38.

FIGURA 38 - BALANÇO DE MASSA NA LAVADORA


Como a operação da lavadora é de 6,5 h, logo sua capacidade diária será em

torno de 3900 L.dia-1. Para suprir a demanda da operação, necessita-se de 2

lavadoras, dessa forma, o volume de efluente diário a ser tratado é de 7800 L.

7.2.2 Balanço de massa da CIP 1

O processo de limpeza CIP é composto por 5 etapas: pré-lavagem com água,

limpeza com solução alcalina, enxágue intermediária, limpeza com solução ácida e

enxágue final. Para cada etapa utilizou-se a vazão volumétrica de 4 m³.h-1.

A CIP 1 corresponde a limpeza da extratora, finisher, tanque 1, centrífuga

clarificadora e tanque 2.

76

Na limpeza com solução alcalina (NaOH) a solução possui concentração

molar a 2%, conhecendo a massa molar do reagente, a vazão volumétrica e a

concentração desejada, determinou-se a vazão mássica do hidróxido de sódio por

meio da Equação 20.

�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑀𝑀𝑁𝑎𝑂𝐻 �̇�𝐶𝐼𝑃1 (20)

�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0,02𝑚𝑜𝑙

𝐿∙ 40

𝑔

𝑚𝑜𝑙∙ 4000

𝐿

ℎ

∴ �̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 = 3200 𝑔. ℎ−1 = 3,2 𝑘𝑔. ℎ−1

Para calcular a vazão mássica de água, primeiramente estimou-se a vazão

mássica da etapa pela Equação 21.

�̇�𝐶𝐼𝑃1= 𝜌𝐻2𝑂 �̇�𝐶𝐼𝑃1

(21)

�̇�𝐶𝐼𝑃1= 997

𝑘𝑔

𝑚3∙ 4

𝑚3

ℎ

�̇�𝐶𝐼𝑃1= 3988 𝑘𝑔. ℎ−1

Dessa forma, a vazão mássica é dada pela Equação 22.

�̇�𝐻2𝑂 = �̇�𝐶𝐼𝑃1− �̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 (22)

∴ �̇�𝐻2𝑂 = 3984,8 𝑘𝑔. ℎ−1

Dispondo os dados da vazão mássica dos componentes, determinaram-se as

frações mássicas de hidróxido de sódio e da água pelas Equações 23 e 24,

respectivamente.

𝑥𝑁𝑎𝑂𝐻 =�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻

�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 + �̇�𝐻2𝑂 (23)

∴ 𝑥𝑁𝑎𝑂𝐻 = 8 ∙ 10−4

𝑥𝐻2𝑂 =�̇�𝐻2𝑂

�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 + �̇�𝐻2𝑂 (24)

77

∴ 𝑥𝐻2𝑂 = 0,9992

Os valores obtidos anteriormente estão organizados na Figura 39 a seguir.

FIGURA 39 - BALANÇO DE MASSA DA SOLUÇÃO ALCALINA CIP 1


Para limpeza com solução ácida (HNO3) a solução possui concentração molar

a 1%, conhecendo a massa molar do reagente, a vazão volumétrica e a concentração

desejada, determinou-se a vazão mássica do ácido nítrico através da Equação 25.

�̇�𝐻𝑁𝑂3= 𝐶𝐻𝑁𝑂3

𝑀𝑀𝐻𝑁𝑂3 �̇�𝐶𝐼𝑃1

(25)

�̇�𝐻𝑁𝑂3= 0,01

𝑚𝑜𝑙

𝐿∙ 63

𝑔

𝑚𝑜𝑙∙ 4000

𝐿

ℎ

∴ �̇�𝐻𝑁𝑂3= 2520 𝑔. ℎ−1 = 2,52𝑘𝑔. ℎ−1

Por meio da Equação 26, estimou-se a vazão mássica de água.

�̇�𝐻2𝑂 = �̇�𝐶𝐼𝑃1− �̇�𝐻𝑁𝑂3

(26)

∴ �̇�𝐻2𝑂 = 3985,48 𝑘𝑔. ℎ−1

Conhecendo os dados da vazão mássica dos componentes, determinaram-se

as frações mássicas de ácido nítrico e da água pelas Equações 27 e 28,

respectivamente.

𝑥𝐻𝑁𝑂3=

�̇�𝐻𝑁𝑂3

�̇�𝐻𝑁𝑂3+ �̇�𝐻2𝑂

(27)

∴ 𝑥𝐻𝑁𝑂3= 6,32 ∙ 10−4


�̇�𝐻𝑁𝑂3+ �̇�𝐻2𝑂

(28)

78

∴ 𝑥𝐻2𝑂 = 0,99937

Os valores obtidos anteriormente estão dispostos na Figura 40 abaixo.

FIGURA 40 - BALANÇO DE MASSA DA SOLUÇÃO ÁCIDA CPI 1


Para etapas de pré-lavagem, enxágue intermediário e final, é utilizada

somente a água, dessa forma os valores da fração mássica e da vazão mássica estão

ilustrados na Figura 41.

FIGURA 41 - BALANÇO DE MASSA DA PRÉ-LAVAGEM, ETAPA DE ENXÁGUE CIP 1


Como o tempo de operação da limpeza é de 1,5 h, com 5 etapas de lavagens,

o volume total de efluente a ser tratado no CIP 1 será 30m³.


A limpeza CIP 2 consiste na lavagem do tanque asséptico refrigerado com

capacidade volumétrica de 20 m³.

Operando a 1,5 h, a vazão volumétrica será calculada pela Equação 29.

�̇�𝐶𝐼𝑃2=

𝑉𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒

𝑡𝐶𝐼𝑃 (29)

�̇�𝐶𝐼𝑃2=

20 𝑚3

1,5 ℎ

∴ �̇�𝐶𝐼𝑃2= 13,333 𝑚3. ℎ−1 = 13333 𝐿. ℎ−1

De forma análoga a limpeza CIP 1, calculou-se a vazão mássica do hidróxido

de sódio (Equação 20).

79

�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑀𝑀𝑁𝑎𝑂𝐻 �̇�𝐶𝐼𝑃2


𝐿∙ 40

𝑔

𝑚𝑜𝑙∙ 13333

𝐿

ℎ

∴ �̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 = 10666,4 𝑔. ℎ−1 = 10,6664 𝑘𝑔. ℎ−1




�̇�𝐶𝐼𝑃2= 997

𝑘𝑔

𝑚3∙ 13,333

𝑚3

ℎ

�̇�𝐶𝐼𝑃2= 13293 𝑘𝑔. ℎ−1


�̇�𝐻2𝑂 = �̇�𝐶𝐼𝑃2− �̇�𝑁𝑎𝑂𝐻

∴ �̇�𝐻2𝑂 = 13282,334 𝑘𝑔. ℎ−1


frações mássicas de hidróxido de sódio e da água da CIP 2 pelas Equações 23 e 24,

respectivamente.


�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 + �̇�𝐻2𝑂

∴ 𝑥𝑁𝑎𝑂𝐻 = 8,024 ∙ 10−4


�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 + �̇�𝐻2𝑂

∴ 𝑥𝐻2𝑂 = 0,9992

Os valores obtidos anteriormente estão estabelecidos na Figura 42.

80



Similarmente aos cálculos da CIP 1, determinou-se a vazão mássica do ácido

nítrico pela Equação 25.



�̇�𝐻𝑁𝑂3= 0,01

𝑚𝑜𝑙

𝐿∙ 63

𝑔

𝑚𝑜𝑙∙ 13333

𝐿

ℎ

∴ �̇�𝐻𝑁𝑂3= 8399,79 𝑔. ℎ−1 = 8,39979 𝑘𝑔. ℎ−1


�̇�𝐻2𝑂 = �̇�𝐶𝐼𝑃2− �̇�𝐻𝑁𝑂3

∴ �̇�𝐻2𝑂 = 13284,6 𝑘𝑔. ℎ−1



respectivamente.

𝑥𝐻𝑁𝑂3=


�̇�𝐻𝑁𝑂3+ �̇�𝐻2𝑂

∴ 𝑥𝐻𝑁𝑂3= 6,32 ∙ 10−4


�̇�𝐻𝑁𝑂3+ �̇�𝐻2𝑂

∴ 𝑥𝐻2𝑂 = 0,99937


81

FIGURA 43 - BALANÇO DE MASSA DA SOLUÇÃO ÁCIDA CIP 2







O volume de efluente gerado na lavagem do tanque asséptico refrigerado é de 100 m³.


A CIP 3 consiste na lavagem da envasadora com vazão volumétrica de

270L.h-1.

De forma análoga a limpeza CIP 1, calculou-se a vazão mássica do hidróxido

de sódio (Equação 20).

�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑀𝑀𝑁𝑎𝑂𝐻 �̇�𝐶𝐼𝑃3


𝐿∙ 40

𝑔

𝑚𝑜𝑙∙ 270

𝐿

ℎ

∴ �̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 = 216 𝑔. ℎ−1 = 0,216 𝑘𝑔. ℎ−1




82

�̇�𝐶𝐼𝑃3= 997

𝑘𝑔

𝑚3∙ 0,27

𝑚3

ℎ

�̇�𝐶𝐼𝑃3= 269,19 𝑘𝑔. ℎ−1


�̇�𝐻2𝑂 = �̇�𝐶𝐼𝑃3− �̇�𝑁𝑎𝑂𝐻

∴ �̇�𝐻2𝑂 = 268,974 𝑘𝑔. ℎ−1


frações mássicas de hidróxido de sódio e da água da CIP 3 pelas Equações 23 e 24,

respectivamente.


�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 + �̇�𝐻2𝑂

∴ 𝑥𝑁𝑎𝑂𝐻 = 8,024 ∙ 10−4


�̇�𝑁𝑎𝑂𝐻 + �̇�𝐻2𝑂

∴ 𝑥𝐻2𝑂 = 0,9992

Os valores obtidos anteriormente estão dispostos na Figura 45 a seguir.



Similarmente aos cálculos da CIP 1, determinou-se a vazão mássica do ácido

nítrico pela Equação 25.



�̇�𝐻𝑁𝑂3= 0,01

𝑚𝑜𝑙

𝐿∙ 63

𝑔

𝑚𝑜𝑙∙ 270

𝐿

ℎ

83

∴ �̇�𝐻𝑁𝑂3= 170,1 𝑔. ℎ−1 = 0,1701𝑘𝑔. ℎ−1


�̇�𝐻2𝑂 = �̇�𝐶𝐼𝑃3− �̇�𝐻𝑁𝑂3

∴ �̇�𝐻2𝑂 = 269,02 𝑘𝑔. ℎ−1



respectivamente.

𝑥𝐻𝑁𝑂3=


�̇�𝐻𝑁𝑂3+ �̇�𝐻2𝑂

∴ 𝑥𝐻𝑁𝑂3= 6,32 ∙ 10−4


�̇�𝐻𝑁𝑂3+ �̇�𝐻2𝑂

∴ 𝑥𝐻2𝑂 = 0,99937


FIGURA 46 - BALANÇO DE MASSA DA SOLUÇÃO ÁCIDA CIP 3





84



Como o tempo de operação da limpeza é de 1,5 h, com 5 etapas de lavagens,

o volume total de efluente a ser tratado no CIP 3 será 2,025 m³.

85

8 BALANÇO DE ENERGIA E INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA

O balanço de energia foi realizado para o pasteurizador e considerou-se

regime permanente, variação de energia potencial e cinética desprezíveis, as

carcaças dos equipamentos são isoladas do ambiente e nos processos de troca

térmica não ocorrem variações nas pressões dos fluidos, portanto a variação de

energia interna será igual a variação da entalpia.

Os valores de entalpia e entropia utilizados no balanço de energia foram

retirados do livro MORAN, M. J.; SHAPIRO, H. N. Princípios de termodinâmica para

engenharia. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009. Após a passagem pela centrífuga o

suco encontra-se a 30ºC e passará pelo processo de pasteurização. Durante a

pasteurização é necessário aquece-lo até 90ºC e posteriormente resfria-lo até 5ºC.

Devido a essa necessidade de se aquecer uma corrente e resfriar a outra é possível

realizar uma integração energética nesta operação unitária.

Segundo Acerbi e Garcia (2015), considerando o suco como uma solução de

água e sacarose, o calor específico, em kJ.kg-1.ºC-1, do suco de laranja pode ser

calculado pela Equação 30:

𝑐𝑝𝑠𝑢𝑐𝑜= 4,19 − 2,55𝑥 (30)

Sendo x a porcentagem mássica (ºBrix) de sacarose na solução.

Antes de entrar no pasteurizador, tem-se 11ºBrix de sacarose, então:

𝑐𝑝𝑠𝑢𝑐𝑜= 3,935 kJ. kg−1. °C−1

Conhecendo a vazão do suco (�̇�𝑠𝑢𝑐𝑜 = 3178,17 𝑘𝑔. ℎ−1), pode-se calcular o

calor trocado. Considerando que o calor trocado nos dois processos é igual a variação

de entalpia, obtemos a variação de entalpia através da Equação 31.

𝑄 = ΔH = �̇�𝑠𝑢𝑐𝑜𝑐𝑝𝑠𝑢𝑐𝑜ΔT (31)

Para aquecer a corrente fria seria necessário fornecer 750.366,1 kJ.h-1 de

utilidade quente e para resfriar a corrente quente seria necessário retirar 1.063.018,11

kJ.h-1 através de utilidade fria, totalizando 1.813.384,21 kJ.h-1. Demonstrado,

respectivamente, nas Figuras 48 e 49.

86

FIGURA 48 - VARIAÇÃO DE TEMPERATURA VERSUS ENTALPIA PARA A CORRENTE FRIA


FIGURA 49 - VARIAÇÃO DE TEMPERATURA VERSUS ENTALPIA PARA A CORRENTE QUENTE


Para a implementação da integração energética as duas curvas foram

colocadas em uma mesma figura (Figura 50) com um ΔT𝑚𝑖𝑛 = 10°𝐶 entre elas.

Segundo Smith (2005), uma diferença mínima de temperatura de 10ºC minimiza o

gasto com utilidades e a área de troca térmica.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000

T (

ºC)

ΔH (kJ.h-1) Corrente quente

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000

T (

ºC)

ΔH (kJ.h-1) Corrente fria

87

FIGURA 50 - VARIAÇÃO DE TEMPERATURA VERSUS ENTALPIA PARA A CORRENTE QUENTE

E FRIA COM 〖ΔT〗MIN=10ºC


Na Figura 50, a região entre as linhas verticais pretas representa a quantidade

de calor aproveitado das correntes que é igual a 625.304,9 kJ.h-1. Após a integração

será necessário retirar 437.713,465 kJ.h-1 por meio de utilidade fria e fornecer

125.061,2 kJ.h-1, totalizando 562.774,65 kJ.h-1 de utilidades. Isso representa uma

economia de 1.250.609,55 kJ.h-1. Pelo gráfico é possível observar também que no

regenerador do pasteurizador a corrente quente entrará a 90ºC e sairá a 40ºC e a

corrente fria entrará a 30ºC e sairá a 80ºC.

O processo de pasteurização ocorrerá de acordo com o diagrama de blocos

da Figura 51.

FIGURA 51 - DIAGRAMA DE BLOCOS PARA O PROCESSO DE PASTEURIZAÇÃO


88

A corrente 1 de suco proveniente da centrífuga encontra-se a 30ºC e como

visto anteriormente na etapa de integração energética deverá ser previamente

aquecida até 80ºC (corrente 2), enquanto a corrente 3 será pré-resfriada de 90ºC a

40ºC (corrente 6). Considera-se que durante o processo não haverá variação de

pressão no suco, operação em regime permanente e que durante todo o processo o

pasteurizador encontra-se isolado.

Na etapa de aquecimento o suco deverá ser aquecido de 80ºC até 90ºC. Pela

Equação 31, sabendo o calor específico e a vazão mássica do suco, calculou-se a

quantidade que deve ser fornecido para promover essa variação de temperatura.

𝑄𝑎𝑞𝑢𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 3,935 ∗ 3178,17 ∗ 10

𝑄𝑎𝑞𝑢𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 125060,99 𝑘𝐽. ℎ−1

A caldeira selecionada opera a uma pressão de 10 bar e fornece vapor

saturado a 179,9ºC (corrente 4). O calor retirado da água resultará em sua mudança

de fase para líquido saturado a 179,9ºC (corrente 5). Assim será utilizado para os

cálculos a entalpia de vaporização da água a 10 bar que é Δℎ𝑣𝑎𝑝 = 2015,3 kJ.kg-1.

Dessa forma, determinou-se a vazão mássica de vapor pela Equação 32 que será

utilizada na etapa de aquecimento.

�̇�𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 =𝑄𝑎𝑞𝑢𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜

Δℎ𝑣𝑎𝑝 (32)

�̇�𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 =125060,99

2015,3

�̇�𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 = 62,0558 𝑘𝑔. ℎ−1

A geração de calor da caldeira será feita através da queima de carvão por ser

um combustível de custo extremamente baixo, para reduzir a emissão de material

particulado resultante de sua queima será utilizado um filtro do tipo manga após a

passagem pela chaminé da caldeira. Segundo ADETEC (2018), o poder calorífico do

carvão mineral RS é 𝑃𝐶𝐼𝑐𝑎𝑟𝑣ã𝑜 = 15021,15 𝑘𝐽. 𝑘𝑔−1. A massa de carvão necessária

para fornecer energia a água será dada pela Equação 33.

�̇�𝑐𝑎𝑟𝑣ã𝑜 =𝑄𝑎𝑞𝑢𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜

𝑃𝐶𝐼𝑐𝑎𝑟𝑣ã𝑜 (33)

89

�̇�𝑐𝑎𝑟𝑣ã𝑜 =125060,99

15021,15

�̇�𝑐𝑎𝑟𝑣ã𝑜 = 8,33 𝑘𝑔. ℎ−1

A Tabela 8 mostra a temperatura, pressão e as vazões mássicas de cada

corrente utilizada no aquecimento e na regeneração.

TABELA 8 - DADOS E VALORES OBTIDOS DAS CORRENTES

Corrente Componente Temperatura (ºC) Pressão (bar)

Vazão

mássica (kg.h-

1)

1 Suco 30 1,01325 3178,17

2 Suco 80 1,01325 3178,17

3 Suco 90 1,01325 3178,17

4 Vapor de água 179,9 10 62,0558

5 Vapor de água 179,9 10 62,0558

6 Suco 40 1,01325 3178,17


Na etapa de resfriamento o líquido deve ser resfriado de 40ºC até 5ºC, pela

Equação 31 calculou-se a quantidade de calor que deve ser retirada do suco para

promover essa variação de temperatura. Esta etapa ocorrerá baseada em um ciclo de

refrigeração por compressão descrito pela Figura 52.

𝑄𝑟𝑒𝑠𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 3,935 ∗ 3178,17 ∗ 35

𝑄𝑟𝑒𝑠𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 437713,46 𝑘𝐽. ℎ−1

90

FIGURA 52 - DIAGRAMA DE BLOCOS PARA O PROCESSO DE RESFRIAMENTO


De acordo com ETAL (2018), a diferença de temperatura entre o líquido na

saída do processo de resfriamento e o fluido refrigerante deve ser próxima de 10ºC.

Dessa forma, adotou-se uma temperatura de trabalho igual a -6ºC para o fluido

refrigerante na região do evaporador (corrente 8 e 9). Na saída do condensador

(corrente 11) assumiu-se que a temperatura da amônia líquida saturada é 30,94ºC

para que ocorra troca térmica com o ar ambiente. Segundo Moran e Shapiro (2009),

durante a passagem pela válvula de expansão o processo é isoentálpico, dessa forma

a entalpia das correntes 8 e 11 são as mesmas. A entalpia da amônia líquida saturada

a 30,94ºC é 327,01 kJ.kg-1, enquanto que a entalpia da amônia líquida e vapor

saturados a -6ºC é 152,26 kJ.kg-1 e 1435,28 kJ.kg-1, respectivamente. Com esse valor

foi possível calcular a porcentagem de líquido e vapor na corrente 8 pela Equação 34.

ℎ8 = ℎ11 = 𝑥 ∗ ℎ8𝑙í𝑞 + (1 − 𝑥) ∗ ℎ8𝑣𝑎𝑝 (34)

327,01 = 𝑥 ∗ 152 + (1 − 𝑥) ∗ 1435,28

𝑥 = 0,8638

91

𝑦 = 1 − 𝑥 = 0,1362

A amônia a -6ºC possui entalpia de vaporização de Δh𝑒𝑣𝑎𝑝 = 1282,43 𝑘𝐽. 𝑘𝑔−1

. A vazão mássica da fração líquida de amônia no evaporador foi obtida analogamente

à maneira como se obteve a vazão de vapor de água da caldeira.

�̇�𝑎𝑚ô𝑛𝑖𝑎𝑙í𝑞 =437713,46

1282,43

�̇�𝑎𝑚ô𝑛𝑖𝑎𝑙í𝑞 = 341,32 𝑘𝑔. ℎ−1

Com a vazão mássica da fase líquida de amônia no evaporador e conhecendo

o título do líquido obteve-se a vazão mássica total de amônia no sistema.

�̇�𝑎𝑚ô𝑛𝑖𝑎 =�̇�𝑎𝑚ô𝑛𝑖𝑎𝑙í𝑞

x

�̇�𝑎𝑚ô𝑛𝑖𝑎 =341,32

0,8638= 395,14 𝑘𝑔. ℎ−1

Sabendo que a entalpia do vapor saturado na corrente 9 (h9) é

1.435,28 𝑘𝐽. 𝑘𝑔−1 e a entropia na mesma corrente é 5,4103 𝑘𝐽. 𝑘𝑔−1°𝐶−1, é possível

obter a entalpia na corrente 10, uma vez que o processo no compressor é isentrópico.

Para uma pressão de 12 bar e temperatura de 82,79ºC têm-se um a entalpia de

1611,2 𝑘𝐽. 𝑘𝑔−1. Através da Equação 35 pode-se obter o trabalho realizado pelo

compressor.

�̇�𝑐 = �̇�𝑎𝑚ô𝑛𝑖𝑎(ℎ10 − ℎ9) (35)

�̇�𝑐 = 69513,0288 𝑘𝐽. ℎ−1

Para calcular o calor que o fluido refrigerante irá ceder ao ar no condensador,

utilizou-se a Equação 36. Uma vez que a entalpia do líquido saturado à 30,94ºC na

corrente 11 (h11) é 327,01 𝑘𝐽. 𝑘𝑔−1.

�̇�𝐻 = �̇�𝑎𝑚ô𝑛𝑖𝑎(ℎ10 − ℎ11) (36)

�̇�𝐻 = 507434,837 𝑘𝐽. ℎ−1

92

Na Tabela 9 constam os dados utilizados e os valores obtidos para cada

corrente na etapa de resfriamento.

TABELA 9 - DADOS E VALORES OBTIDOS DAS CORRENTES NA ETAPA DO RESFRIAMENTO

Corrente Componente Temperatura

(ºC) Pressão (bar)

Entalpia

(kJ/kg)

Vazão

mássica

(kg.h-1)

8 Amônia -6 3,41 327,01 395,14

9 Amônia -6 3,41 1435,28 395,14

10 Amônia 82,79 12 1611,2 395,14

11 Amônia 30,94 12 327,01 395,14


Ao sair da etapa de pasteurização a 5ºC o suco seguirá para o tanque de

armazenamento asséptico. O tanque de armazenamento asséptico será isolado

termicamente do ambiente, portanto, como não ocorrerá troca térmica, não será

necessário realizar o balanço de energia para o mesmo.

93

9 DIAGRAMA DE FLUXO DO PROCESSO

94

10 DESCRIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE PROCESSO

As escolhas dos equipamentos foram por meio da capacidade de cada

equipamento estabelecido pelo balanço de massa e pela capacidade produtiva da

Citrino.

10.1 SILO DE ARMAZENAMENTO

Para armazenamento de matéria-prima estipulou-se o tempo médio de 2 dias,

sendo necessário o armazenamento aproximado de 88 toneladas de laranjas. Com

intuito de expansão da produção, propôs a compra de 2 silos de 60 toneladas, cada

silo contém um elevador de caneco acoplado.

10.2 LAVADORA

Para lavagem das laranjas propôs o uso de 2 equipamentos, cuja capacidade

de lavagem é de 2 t.h-1 coma potência de 14 kW para cada dispositivo.

10.3 TRANSPORTADORA

A seleção das frutas será feita por meio de uma transportadora de roletes,

cuja capacidade é de 2 t.h-1, possuindo uma potência de 0,75 kW e voltagem de 220V.

Serão utilizados 2 equipamentos para abastecer a etapa de extração.

10.4 EXTRATORA

Nessa etapa o equipamento possuirá capacidade de extração de 3 a 4 t.h-1,

com consumo médio de 7,5 kW. Para suprir a demanda da produção, utilizaremos 2

extratores.

95

10.5 FINISHER

O finisher definido será do tipo pá, com capacidade de 5 t.h-1 e potência de 15

kW.

10.6 CENTRÍFUGA CLARIFICADORA

Na clarificação utilizaremos a centrífuga de 1200L.h-1 com potência média de

2,2 kW. Para atender a necessidade da produção, sugeriu-se a compra de 4

centrífugas clarificadoras.

10.7 PASTEURIZADOR

Será utilizado um trocador de calor tipo placa com capacidade de

processamento de 10.000 L.h-1, e com 2,40 m de comprimento, 1,30 m de largura e

1,80 de altura. A configuração do equipamento é descrita na Tabela 10 abaixo.

TABELA 10 - SISTEMA DE PASTEURIZAÇÃO

Circuito de pasteurização

Componentes Especificação

Pasteurizador Pasteurizador tipo placa em aço inoxidável 304

Tanque de equilíbrio Capacidade de 100 L

Bomba centrífuga sanitária Motor trifásico de 5 CV com saída e entrada tipo macho 2"

SMS

Inversor de frequência Reguladora de vazão de entrada do produto no pasteurizador

Válvula de 3 vias Diâmetro 2" SMS

Válvula de retorno automática pneumática

Diâmetro 2" SMS

Circuito de água quente


Válvula moduladora de vapor NE*

Sistema by-pass NE*

Bomba centrífuga Motor trifásico de 3 CV, 220/380 V, 3500 RPM

Tubos Aço inox 304 de diâmetro 21/2"

Reservatório de água NE*

Purgador de bóia NE*

Trocador brasado NE*

96

Painel de controle


Controlador digital de temperatura Sensor PT-100

Termo Resistências PT-100 3 fios, cabeçote dem alumínio fundido, tubo inox diâmetro 8 x

100 mm

Válvula selenóide de ar NE*

Filtro regulador de ar NE*

*NE: não informado FONTE: EQUILATI EQUIPAMENTOS LTDA (ADAPTADO), 2018.

10.8 TANQUES DE ARMAZENAMENTO

10.8.1 Tanque asséptico refrigerado

Para armazenar o suco pasteurizado e resfriado, utilizou-se o tanque

asséptico refrigerado.

O volume requerido para o armazenamento é de 20.000 L, o tanque será do

tipo aço Inox 314 com dimensões de 2640 mm x 3660 mm, com altura total de 5800

mm. O tanque possui um misturador com rotação variável de 20 a 2900 rpm, e a sua

potência é de 7,5 kW.

10.8.2 Tanque asséptico

Será utilizado o tanque asséptico na saída do finisher e da centrífuga

clarificadora, com capacidade volumétrica de 3 m³. O tanque é feito de aço Inox 304

com diâmetro de 1,4 m.

Para armazenamento de reagentes de hidróxido de sódio e de ácido acético,

utilizou-se o mesmo tanque de 3 m³.

10.9 ENVASADORA

O equipamento utilizado para envasar o suco em embalagens de 300 mL

possuirá comprimento de 1,23 m, 1,18 m de largura e 2,5 m de altura, com capacidade

de 170 frascos por minuto e consumo energético de 1,7kW.

97

10.10 ROTULADORA

O processo de rotulagem é do tipo manga de Polietileno de Baixa Densidade

(PEBD), com capacidade de até 3000 frascos por hora. Possui proteção e sensores

de seguranças e sinalizações na operação e seu consumo energético é 0,66 kW.

10.11 CODIFICADORA

Para impressão de dados em embalagens plásticas, será fornecido por

sistema a jato de tinta contínuo, suas dimensões são 430 x 411 x 381 mm, e seu

consumo de energia é de 80W.

10.12 ENFARDADEIRA

A enfardadeira possui uma dimensão de 1,02 x 0,83 x 1,98 m, com

produtividade até 6 fardos por minuto, sua potência é de 1,6 kW. Cada fardo consiste

em 6 frascos de 300 mL.

10.13 CÂMARA FRIA

Para refrigeração dos sucos, será mantida numa câmara fria, cujo volume é

de 27,4 m³ e consumo médio de 1,94 kW.h-1.

10.14 BOMBA CENTRÍFUGA

Para deslocamento do fluido, utilizou-se a bomba centrífuga de potência 2 CV,

operando com vazão mínima de 2 m³.h-1 até 12,5 m³.h-1, seu consumo energético é

de 2,32 kWh ou 2,28 kWh operando monofásico e trifásico, respectivamente. A

tubulação de sucção possui 3” e a de elevação 2”. Para operação do processo

necessita-se de 6 bombas, entre as etapas do processo de fabricação do suco.

98

10.15 CALDEIRA

Para produção de vapor saturado, utilizou-se caldeira flamotubular operando

numa pressão de 10 bar com capacidade de 300 kg vapor.h-1. A caldeira está

equipada com painel de comando, bomba d’água, válvulas de segurança e descarga,

injetor e manômetro.

10.16 BALANÇA RODOVIÁRIA

A balança possui 18 m de comprimento e 3 m de largura, sua capacidade de

pesagem é até 80 toneladas. A plataforma da balança é recoberta de concreto, com

instalação embutida.

10.17 MEDIDORES

10.17.1 Temperatura

Para controlar a temperatura nos tanques de armazenamento, são utilizados

termômetro eletrônico com display para sensores de temperatura, sua faixa de

medição é de -40 a 150 ºC.

10.17.2 Pressão

No controle de pressão optou-se por sensor de pressão com display, esse

equipamento pode ser utilizado em substâncias de meios pastosos e sólidos, fluidos

líquidos e gasosos, e sua resistência à pressão é de 75 bar.

10.17.3 Nível

Os transmissores de nível possuem um sensor piezorresistivo que converte a

pressão aplicada pela coluna de fluido em sinal elétrico. O medidor é do tipo aço Inox

AISI 316, e sua faixa de temperatura de operação é de 0 a 70ºC.

99

10.18 CONTROLADOR

10.18.1 Válvula

As válvulas utilizadas para controle de saída dos reagentes e do suco serão

as válvulas borboleta do tipo aço Inox com atuador pneumático (Figura 53), e as

válvulas de retenção do tipo disco (Figura 54).

FIGURA 53 - VÁLVULA BORBOLETA TIPO INOX

FONTE: BMN, 2018.

FIGURA 54 - VÁLVULA DE RETENÇÃO DO TIPO DISCO

FONTE: PLASNOX, 2018.

10.19 ÁREA DE TROCA TÉRMICA

Para calcular a área de troca térmica necessária para cada trocador de calor

do pasteurizador foram realizados os cálculos a seguir. Todos os trocadores de calor

são do tipo placa com distância de 𝑎 = 0,05m entre cada uma delas. A vazão mássica

de suco em todos os trocadores será a mesma e corresponde a �̇�𝑠𝑢𝑐𝑜 = 0,883 𝑘𝑔. 𝑠−1,

o calor específico do suco já calculado anteriormente é 𝑐𝑝𝑠𝑢𝑐𝑜= 3935 𝐽. 𝑘𝑔−1°𝐶−1.

100

10.19.1 Regeneração

Na etapa de regeneração o suco proveniente da centrífuga entra a

Tsuco1=30ºC e chega para a etapa de aquecimento a Tsuco2=80ºC. Após a

passagem pela etapa de aquecimento o suco entra no regenerador a Tsuco3=90ºC e

sai para a refrigeração a Tsuco4=40ºC. De acordo com Incropera (2011) um dos

primeiros cálculos a ser realizado para se obter a área de troca térmica é o da média

logarítmica das temperaturas das correntes no regenerador (𝛥𝑇𝑚𝑙𝑟𝑒𝑔) representado

pela equação 37. O calor trocado no regenerador será Qreg=173695 W.

𝛥𝑇𝑚𝑙 =𝛥𝑇2−𝛥𝑇1

𝑙𝑛(𝛥𝑇2𝛥𝑇1

) (37)

Portanto, para o regenerador, temos:

𝛥𝑇𝑚𝑙𝑟𝑒𝑔 =𝛥𝑇2𝑟𝑒𝑔 − 𝛥𝑇1𝑟𝑒𝑔

𝑙𝑛 (𝛥𝑇2𝑟𝑒𝑔

𝛥𝑇1𝑟𝑒𝑔)

𝛥𝑇2𝑟𝑒𝑔 = 𝑇𝑠𝑢𝑐𝑜3 − 𝑇𝑠𝑢𝑐𝑜1

𝛥𝑇2𝑟𝑒𝑔 = 90 − 30 = 60°𝐶

𝛥𝑇1𝑟𝑒𝑔 = 𝑇𝑠𝑢𝑐𝑜4 − 𝑇𝑠𝑢𝑐𝑜2

𝛥𝑇1𝑟𝑒𝑔 = 80 − 40 = 40°𝐶

𝛥𝑇𝑚𝑙𝑟𝑒𝑔 =60 − 40

𝑙𝑛 (6040

)

𝛥𝑇𝑚𝑙𝑟𝑒𝑔 = 49,33 °𝐶

Segundo Incropera (2011), o coeficiente global de troca térmica de um

trocador de calor pode ser obtido pela Equação 38.

𝑈 =1

1

ℎ̅1+

1

ℎ̅2

(38)

No trocador de calor regenerador as duas correntes são compostas pelo

mesmo componente, o suco. A equação para o coeficiente global de troca térmica na

etapa de regeneração está representada pela Equação 39.

101

𝑈𝑟𝑒𝑔 =1

1

ℎ̅𝑠𝑢𝑐𝑜+

1

ℎ̅𝑠𝑢𝑐𝑜

𝑈𝑟𝑒𝑔 =ℎ̅𝑠𝑢𝑐𝑜

2 (39)

Segundo Incropera (2011) o coeficiente convectivo pode ser calculado

utilizando a Equação 40.

ℎ̅ =𝑘𝑁𝑢̅̅ ̅̅

𝐷 (40)

Analogamente para o cálculo do coeficiente convectivo do suco foi utilizada a

Equação 41.

ℎ̅𝑠𝑢𝑐𝑜 =𝑘𝑠𝑢𝑐𝑜𝑁𝑢̅̅ ̅̅ 𝑠𝑢𝑐𝑜

𝐷ℎ (41)

Para um trocador de calor por placas o diâmetro hidráulico está relacionado

com a distância entre as placas, esta relação é representada pela Equação 42.

𝐷ℎ = 2𝑎 (42)

𝐷ℎ = 0,1𝑚

A condutividade térmica do suco foi calculada a partir da Equação 43 proposta

por Oliveira et al (2001) que depende da fração mássica de água que compõe o suco.

𝑘𝑠𝑢𝑐𝑜 = −1,181 + 4,641𝑥𝐻2𝑂 − 3,008(𝑥𝐻2𝑂)2 (43)

𝑘𝑠𝑢𝑐𝑜 = −1,181 + 4,641 ∗ 0,96 − 3,008(0,96)2

𝑘𝑠𝑢𝑐𝑜 = 0,5022 𝑊𝑚−1𝐾−1

Segundo Gomes (2006), a viscosidade dinâmica do suco de laranja com

11ºBrix é µ=0,00208 kg.m-1.s-1.Conforme escrito por Incropera (2011), o número de

Reynolds para esse escoamento foi calculado a partir da Equação 44:

𝑅𝑒 =4�̇�

𝜋𝐷ℎµ (44)

102

𝑅𝑒𝑠𝑢𝑐𝑜 =4 ∗ 0,883

𝜋 ∗ 0,1 ∗ 0,00208= 5405,15

De acordo com Incropera (2011), o número de Prandtl é calculado pela

Equação 45 e será necessário para calcular o número de Nusselt.

𝑃𝑟 =𝑐𝑝∗µ

𝑘 (45)

𝑃𝑟𝑠𝑢𝑐𝑜 =3935 ∗ 0,00208

0,5022= 1,63

Segundo Incropera (2011), o fator de atrito (𝑓) para escoamento turbulento

pode ser calculado pela Equação 46.

𝑓 = 0,316𝑅𝑒−1/4 (46)

𝑓𝑠𝑢𝑐𝑜 = 0,316 ∗ 5405,15−1/4 = 0,0369

De acordo com Incropera (2011), pode-se utilizar a equação de Gnielinski

(Equação 47) para o cálculo do número de Nusselt em tubos circulares lisos.

𝑁𝑢̅̅ ̅̅ =(

𝑓

8)(𝑅𝑒−1000)𝑃𝑟

1+12,7(𝑓

8)

0,5(𝑃𝑟

23−1)

(47)

𝑁𝑢̅̅ ̅̅𝑠𝑢𝑐𝑜 =

(0,0369

8) ∗ (5405,15 − 1000) ∗ 1,63

1 + 12,7 ∗ (0,0369

8)

0,5

∗ (1,6323 − 1)

= 24,87

Possuindo o valor do Nusselt médio do suco pode-se calcular

sequencialmente o coeficiente convectivo médio do suco e o coeficiente global de

troca térmica do regenerador.

ℎ̅𝑠𝑢𝑐𝑜 =𝑁𝑢̅̅ ̅̅ ∗ 𝑘𝑠𝑢𝑐𝑜

𝐷ℎ

ℎ̅𝑠𝑢𝑐𝑜 =24,87 ∗ 0,5022

0,1= 124,9 𝑊. 𝑚−2

𝑈𝑟𝑒𝑔 =ℎ̅𝑠𝑢𝑐𝑜

2=

124,9

2= 62,45 𝑊. 𝑚−2

103

Segundo Incropera (2011), a área de troca térmica de um trocador de calor se

relaciona com a quantidade de calor trocada através da Equação 48.

𝐴 =𝑄

𝑈𝛥𝑇𝑚𝑙 (48)

Portanto, para o regenerador, temos:

𝐴𝑟𝑒𝑔 =𝑄𝑟𝑒𝑔

𝑈𝑟𝑒𝑔𝛥𝑇𝑚𝑙𝑟𝑒𝑔

𝐴𝑟𝑒𝑔 =173695

62,45 ∗ 50= 55,62𝑚2

10.19.2 Aquecimento

Durante o processo de aquecimento o suco entra no trocador de calor a

Tsuco2=80ºC e sai a Tsuco3=90ºC. O vapor de água entra no trocador a

Tvapor1=179,9ºC e sai a Tliq2=179,9ºC. De forma análoga à etapa de regeneração,

obteve-se a média logarítmica das temperaturas no trocador de calor do aquecimento

𝞓Tmlaquec pela Equação 37.

𝛥𝑇𝑚𝑙𝑎𝑞𝑢𝑒𝑐 = 94,81 °𝐶

Para esta etapa de aquecimento o coeficiente global de troca térmica será

dado pela Equação 49.

𝑈𝑎𝑞𝑢𝑒𝑐 =1

1


1

ℎ̅𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟

(49)

A condutividade térmica do vapor de água é 𝑘𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 = 0,0335 𝑊. 𝑚−1. 𝐾−1, sua

viscosidade dinâmica é µ𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 = 14,5 ∗ 10−6 𝑘𝑔. 𝑚−1. 𝑠−1 , seu número de Prandtl é

𝑃𝑟 = 1 e sua vazão mássica de 0,0172 𝑘𝑔. 𝑠−1. O número de Reynolds para o

escoamento do vapor de água foi calculado pela Equação 44.

𝑅𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 = 15103,26

O fator de atrito para o escoamento de vapor foi obtido através da Equação

46.

𝑓𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 = 0,0285

104

De forma análoga às etapas anteriores calculou-se o número de Nusselt para

o escoamento de vapor e posteriormente seu coeficiente convectivo.

�̅�𝑢𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 = 50,24

ℎ̅𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 = 16,83 𝑊. 𝑚−2

Conhecendo o coeficiente convectivo da corrente de vapor e do suco pode-se

calcular o coeficiente global de troca térmica da etapa de aquecimento utilizando a

Equação 49.

𝑈𝑎𝑞𝑢𝑒𝑐 =1

1124,9

+1

16,83

= 14,83 𝑊. 𝑚−2

O calor trocado durante o aquecimento será 34739,16W, assim a área de

troca térmica necessária para o trocador na etapa de aquecimento foi calculada de

forma análoga à etapa de regeneração:

𝐴𝑎𝑞𝑢𝑒𝑐 =34739,16

14,83 ∗ 94,81= 24,71𝑚2

10.19.3 Refrigeração

Durante a refrigeração o suco entra no trocador de calor a Tsuco4=40ºC e sai

a Tsuco5=5ºC. A amônia entra a Tamonia1=-6ºC e sai a Tamonia2=-6ºC. De forma

análoga à etapa de regeneração, obteve-se a média logarítmica das temperaturas no

refrigerador 𝛥𝑇𝑚𝑙𝑟𝑒𝑓 pela Equação 37.

𝛥𝑇𝑚𝑙𝑟𝑒𝑓 = 24,46 °𝐶

Para esta etapa de refrigeração o coeficiente global de troca térmica será dado

pela Equação 50.

𝑈𝑟𝑒𝑓 =1

1


1

ℎ̅𝑁𝐻3

(50)

105

A condutividade térmica da amônia é 𝑘𝑁𝐻3 = 0,5017 𝑊. 𝑚−1. 𝐾−1, sua

viscosidade dinâmica é µ𝑁𝐻3 = 0,000255 𝑘𝑔. 𝑚−1. 𝑠−1 , seu calor especifico 𝑐𝑝𝑁𝐻3 =

2170 𝐽. 𝑘𝑔−1. 𝐾−1 e sua vazão mássica de 0,0948 𝑘𝑔. 𝑠−1. O número de Reynolds para

o escoamento da amônia foi calculado pela Equação 44.

𝑅𝑒𝑁𝐻3 = 4733,46

O número de Prandtl para a amônia foi calculado pela Equação 45.

𝑃𝑟𝑁𝐻3 = 1,1

O fator de atrito para o escoamento de amônia foi obtido através da Equação

46.

𝑓𝑁𝐻3 = 0,0381

De forma análoga às etapas anteriores calculou-se o número de Nusselt para

o escoamento de amônia e posteriormente seu coeficiente convectivo.

�̅�𝑢𝑁𝐻3 = 18,5

ℎ̅𝑁𝐻3 = 92,48 𝑊. 𝑚−2

Conhecendo o coeficiente convectivo da amônia e do suco pode-se calcular

o coeficiente global de troca térmica da etapa de refrigeração utilizando a Equação

50.

𝑈𝑟𝑒𝑓 =1

1124,9

+1

92,48

= 53,13 𝑊. 𝑚−2

O calor trocado no refrigerador será 140954 W, assim a área de troca térmica

necessária para o trocador na etapa de refrigeração foi calculada de forma análoga

às etapas anteriores:

𝐴𝑟𝑒𝑓 =140954

53,13 ∗ 24,46= 62,31𝑚2

Portanto, as áreas de troca térmica de cada etapa do pasteurizador encontram-se na

Tabela 11.

106

TABELA 11- ÁREAS DE TROCA TÉRMICA PARA CADA ETAPA DO PASTEURIZADOR

Etapas do pasteurizador Área de troca térmica (m2)

Regeneração 55,62

Aquecimento 24,71

Refrigeração 62,31


107

11 DESCRIÇÃO E DIMENSIONAMENTO DO TRATAMENTO DE EFLUENTES

A quantidade de efluente diário gerado na lavagem das laranjas e nos

equipamentos é cerca de 139,825 m³ conforme descrito no balanço de massa. Com

volume determinado dimensionou-se os tratamentos preliminares e secundário.

Todas as equações e considerações descritas no dimensionamento foram

retiradas da literatura do Marco Von Sperling (1996).

11.1 TRATAMENTO PRELIMINAR

11.1.1 Grades

A remoção de sólidos grosseiros é feita por meio de grades conforme ilustra

a Figura 55. O gradeamento consiste em espaçamento livre entre barras de 2 cm, e a

remoção do material retido é feito manualmente e sendo descartada no depósito de

resíduos sólidos.

FIGURA 55 - ESQUEMA DE UMA GRADE

FONTE: SPERLING, M.V., 2014.

11.1.2 Desarenador

A remoção da areia contida na lavagem da laranja é feita através de

desarenador (Figura 56). Os grãos de areias sedimentam para o fundo da caixa devido

108

às suas maiores dimensões e densidade, enquanto a matéria orgânica permanece em

suspensão, seguindo para as unidades de jusante.

FIGURA 56 - ESQUEMA DE UM DESARENADOR RETANGULAR DE FLUXO HORIZONTAL

FONTE: VON SPERLING, M., 1996.

11.1.3 Medidor de vazão (Calha Parshall)

Os medidores de vazão tipo calha Parshall são equipamentos aplicados na

medição contínua de vazão em ETE’s, a medição se dá por meio de uma relação pré-

estabelecida entre a altura da lamina do fluido na calha, demonstrada por meio de

escala de graduação fixada no interior.

O material da calha é a resina poliéster reforçada com fibra de vidro, projetado

para resistir aos efeitos corrosivos do líquido.

O equipamento possui 61 cm na abertura da garganta, com capacidade de

vazão mínima de 42,84 m³.h-1 e máxima de 3.374,28 m³.h-1.

A Figura 57 apresenta o medidor de vazão tipo calha Parshall utilizada no

processo.

FIGURA 57 - MEDIDOR DE VAZÃO TIPO CALHA PARSHALL

FONTE: AGETEC, 2018.

109

11.1.4 Tanque de equalização

A equalização tem objetivo de minimizar o impacto causado pela variação da

vazão, carga e pH nos processos subsequentes. Esse tanque promove uma

apropriada mistura, dessa forma estabilizando pH, homogeneizando as cargas e

equalizando as vazões em sistema de tratamento de efluentes líquidos.

O tanque de equalização possui formato cilíndrico, dotado por um misturador

hiperbólico, fabricado de concreto e sua capacidade volumétrica é de 150 m³. A Figura

58 ilustra o tanque projetado.

FIGURA 58 - TANQUE DE EQUALIZAÇÃO COM MISTURADOR HIPERBÓLICO

FONTE: AGETEC, 2018.

11.2 TRATAMENTO SECUNDÁRIO

O efluente bruto entra numa lagoa anaeróbia de menores dimensões e mais

profundas (em torno de 4 a 5 metros). Devidos às dimensões menores, por falta de

fotossíntese, as bactérias têm uma taxa metabólica e de reprodução mais lenta do

que as bactérias aeróbias. O tempo de permanência na lagoa anaeróbia é apenas 2

a 5 dias, sendo assim a decomposição da matéria orgânica é parcial. Contudo, essa

remoção da DBO, da ordem de 50 a 70%, representa uma grande contribuição para

a lagoa facultativa, situada a jusante (VON SPERLING, M., 1996).

A lagoa facultativa possui atividade aeróbia na superfície e anaeróbia no

fundo, portanto não é profunda, em torno de 1,5 a 2 metros, o tempo de detenção

hidráulica (TDH) é cerca de 15 a 45 dias para primárias e 10 a 30 dias para

110

secundárias. E a sua remoção de DBO é aproximadamente 40% (VON SPERLING,

M., 1996).

Segundo Norma Técnica da Sabesp (NTS) 230, para evitar a ocorrência de

zonas mortas ou curtos-circuitos, o afluente deve ser distribuído da forma mais

homogênea possível, pode ser introduzido abaixo da superfície, em diversos pontos

da lagoa.

E para impedir a contaminação ambiental com os resíduos de carga orgânica,

foi previsto nos projetos a utilização de uma geomembrana lisa de polietileno de alta

densidade (PEAD) com espessura de 1,5 mm, para o revestimento e

impermeabilização das lagoas.

11.2.1 Lagoa anaeróbia

Para dimensionamento da lagoa anaeróbia, determinou-se a carga orgânica

total presente no efluente (COtotal) pela Equação 51 a seguir.

Sabemos que a vazão média Qmédia é de 139,825 m³.dia-1 e a DBO

trabalhando na pior hipótese é de 1380 mg.L-1 (YAMANAKA, 2005). Dessa forma

COtotal será:

𝐶𝑂𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = �̇�𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝐷𝐵𝑂 (51)

𝐶𝑂𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 139,825𝑚3

𝑑𝑖𝑎∙ 1380

𝑚𝑔

𝐿∙

1000 𝐿

1 𝑚3∙

1𝑘𝑔

106 𝑚𝑔

∴ 𝐶𝑂𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 192,96 𝑘𝑔 𝐷𝐵𝑂. 𝑑𝑖𝑎−1

Adotando TDH de 4 dias (VON SPERLING, M., 1996), calculou-se o volume

total pela Equação 52.

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = �̇�𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑇𝐷𝐻 (52)

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 139,825𝑚3

𝑑𝑖𝑎∙ 4 𝑑𝑖𝑎𝑠

∴ 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 555,9 𝑚3

111

Estipulando uma profundidade de 4 m, a área de ½ profundidade será

determinada pela Equação 53.

𝐴12

=𝑉

𝐻

(53)

𝐴12

=559,3 𝑚3

4 𝑚

∴ 𝐴12

= 139,825 𝑚2

Empregando uma relação de comprimento L e largura B de:

𝐿

𝐵= 2

O comprimento L e a largura B a ½ profundidade será:

𝐴12

= 𝐿 ∙ 𝐵

𝐴12

= 2𝐵 ∙ 𝐵 = 2𝐵2

𝐵 = √𝐴1

2

2= √

139,825 𝑚2

2

∴ 𝐵 = 8,36 𝑚

𝐿 = 2𝐵 = 2 ∙ 8,36𝑚

∴ 𝐿 = 16,72 𝑚

Com os valores obtidos anteriormente, determinou-se as dimensões do nível

de fundo, espelho d’água e terreno da lagoa anaeróbia.

As lagoas são escavações do tipo tronco-piramidais conforme exemplifica a

Figura 59, adotando taludes com inclinação 1:2 e borda livre de 0,6 m determinamos

as dimensões dos níveis restantes, como demonstra a Figura 60.

112

FIGURA 59 - VISTA LATERAL DA LAGOA ANAERÓBIA


FIGURA 60 - VISTA SUPERIOR DA LAGOA ANAERÓBIA


A Tabela 12 contêm os dados das dimensões da lagoa anaeróbia.

TABELA 12 - DIMENSÕES DA LAGOA ANAERÓBIA

Nível L (m) B (m)

Terreno 26,60 18,76 Espelho d’água 24,20 16,36 ½ Profundidade 16,72 8,36

Fundo 8,72 0,36


Segundo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), a temperatura média

em Franca é de 23ºC. Deste modo, para temperatura acima de 20ºC, a remoção de

DBO é de 60%.

O cálculo da remoção de DBO é determinada pela Equação 54.

113

𝐶𝑂𝑣 =(100 − 𝐷𝐵𝑂𝑟𝑒𝑚𝑜çã𝑜)

100∙ 𝐶𝑂𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

(54)

𝐶𝑂𝑣 =(100 − 60)

100∙ 192,96

𝑘𝑔

𝑑𝑖𝑎

∴ 𝐶𝑂𝑣 = 77,184𝑘𝑔

𝑑𝑖𝑎

Prontamente, a lagoa facultativa receberá uma carga orgânica volumétrica

(COV) de 77,184 kgDBO/dia.

11.2.2 Lagoa facultativa

Conhecendo a temperatura média do ar no mês mais frio (TF) na cidade de

Franca, determinou-se a carga superficial máxima Ls por meio da Equação 55 (VON

SPERLING, M., 1996).

𝐿𝑠 = 350(1,107 − 0,002𝑇𝐹)𝑇𝐹−25 (55)

Sendo TF = 20,5ºC, temos:

𝐿𝑠 = 350(1,107 − 0,002 ∙ 20,5)20,5−25

∴ 𝐿𝑠 = 262,519𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂

ℎ𝑎 ∙ 𝑑𝑖𝑎

Em seguida, calculou-se a área superficial (As) ao nível do espelho d’água

pela Equação 56.

𝐴𝑠 =𝐶𝑂𝑣

𝐿𝑠

(56)

𝐴𝑠 =77,184

𝑘𝑔𝑑𝑖𝑎

262,519𝑘𝑔

ℎ𝑎 ∙ 𝑑𝑖𝑎

∴ 𝐴𝑠 = 0,294 ℎ𝑎 = 2940 𝑚2

Admitindo uma relação de comprimento L e largura B de:

114

𝐿

𝐵= 3

O comprimento L e a largura B ao nível do espelho d’água será:

𝐴𝑠 = 𝐿 ∙ 𝐵

𝐴𝑠 = 3𝐵 ∙ 𝐵 = 3𝐵2

𝐵 = √𝐴𝑠

3= √

2940𝑚2

3

∴ 𝐵 = 31,3 𝑚

𝐿 = 2𝐵 = 2 ∙ 31,3𝑚

∴ 𝐿 = 93,9 𝑚

Analogamente aos cálculos da lagoa anaeróbia, determinou-se as dimensões

de terreno, nível a ½ profundidade e de fundo. Considerando uma declividade de 1:2,

com profundidade de 2m e borda livre de 0,6m.

A Tabela 13 abaixo integra os dados das extensões.

TABELA 13 - DIMENSÕES DA LAGOA FACULTATIVA

Nível L (m) B (m)

Terreno 96,30 33,70 Espelho d’água 93,90 31,30 ½ Profundidade 89,90 27,30

Fundo 85,90 23,30


Para estimar o tempo de detenção, primeiramente definiu-se através da

Equação 57 o volume em relação a ½ profundidade.

𝑉 = 𝐴12

∙ 𝐻 = (89,9𝑚 ∙ 27,3𝑚) ∙ 2𝑚 (57)

∴ 𝑉 = 4908,54 𝑚3

Assim, o tempo é calculado pela Equação 58.

115

𝑇𝐷𝐻 =𝑉

�̇�𝑚é𝑑𝑖𝑎

(58)

𝑇𝐷𝐻 =4908,54 𝑚3

139,825𝑚3

𝑑𝑖𝑎

∴ 𝑇𝐷𝐻 = 35,1 𝑑𝑖𝑎𝑠

Conhecendo a eficiência de remoção da DBO da lagoa facultativa, que está

em torno de 70% (VON SPERLING, M., 1996), calculou-se pela Equação 59 a carga

orgânica final para lançar no corpo receptor Ribeirão dos Bagres, classificada como

Classe 4.

𝐶𝑂𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 =(100 − 𝐷𝐵𝑂𝑟𝑒𝑚𝑜çã𝑜)

100∙ 𝐶𝑂𝑣

(59)

𝐶𝑂𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 =(100 − 70)

100∙ 77,184

𝑘𝑔

𝑑𝑖𝑎

∴ 𝐶𝑂𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 23,155 𝑘𝑔 𝐷𝐵𝑂. 𝑑𝑖𝑎−1

Possuindo a vazão mínima de 7 dias consecutivos com período de retorno de

10 anos do corpo receptor (Q7,10), que é aproximadamente 28 m³.s-1, o lançamento de

efluente será possível.

De acordo com a resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente

(CONAMA) nº 430/2011, os efluentes poderão ser lançados diretamente no corpo

receptor desde que estejam nas condições e padrões previsto pelo artigo 16 a seguir:

i) Condições de lançamentos de efluentes:

a. pH entre 5 a 9;

b. temperatura: inferior a 40ºC, sendo que a variação de corpo

receptor não deverá exceder a 3ºC no limite da zona de mistura;

c. ausência de materiais flutuantes; e

d. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO 5 dias a 20ºC): remoção

mínima de 60% de DBO (60mg/L) em qualquer dia.

Estimando a vazão do efluente ao córrego em 139,825 m³ por dia, a DBO

lançado será:

116

𝐷𝐵𝑂𝑙𝑎𝑛ç𝑎𝑑𝑜 = 23,155𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂

𝑑𝑖𝑎∙

𝑑𝑖𝑎

139,825𝑚3

𝐷𝐵𝑂𝑙𝑎𝑛ç𝑎𝑑𝑜 = 0,166 𝑘𝑔. 𝑚3 = 166 𝑚𝑔. 𝐿−1

Pelo valor obtido anteriormente, calculou-se a eficiência da remoção do

tratamento pela Equação 60.

𝜂 = 1 −𝐷𝐵𝑂𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙

𝐷𝐵𝑂𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

(60)

𝜂 = 1 −1380

166= 0,88

A eficiência do tratamento de efluente é de 88%, logo está nos padrões

exigidos pelo CONAMA.

117

12 DIMENSIONAMENTO DE REAPROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL

Com intuito de diminuir os gastos e amenizar o impacto ambiental, a Citrino

fez o estudo para reaproveitar a água da chuva para uso externo da fábrica, como as

descargas dos vasos sanitários, irrigação de jardins, limpeza de automóveis e áreas

externas.

O sistema de captação e aproveitamento da água da chuva é ilustrada pela

Figura 61.

FIGURA 61 - SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS

FONTE: PINI, 2008.

12.1 ÁREA DE CAPTAÇÃO

A área de captação pluvial será nos telhados dos setores administrativo e

industrial. Esse tipo de coleta em telhados possibilita o armazenamento da chuva por

gravidade, e também previne o contato primário com superfície da indústria.

Conforme o United Nations Enviroment Programme (UNEP, 2002),

recomenda-se a limpeza frequente e remoção de materiais depositados sobre o

telhado, tais como folhas, galhos e fezes de animais, a fim de minimizar a

contaminação e manter a qualidade da água coletada.

118

12.2 CALHAS E CONDUTORES VERTICAIS

O transporte da água de captação até o dispositivo de descarte da primeira

chuva se dá por meio de canos de poli cloreto de vinila (PVC) para não ter incidência

de corrosão.

Da mesma maneira na área de captação, a limpeza regular nas calhas e nos

condutores é necessária para evitar a contaminação da água.

12.3 GRADES E FILTROS

Para remoção de materiais grosseiros como folhas e galhos têm o uso de

grades ou filtros em sistemas de captação pluvial como ilustra a Figura 62. Os

dispositivos de retenção devem ser periodicamente inspecionados para manter a sua

eficiência.

FIGURA 62 - FILTRO RETENÇÃO DE MATERIAIS GROSSEIROS

FONTE: BELLA CALHA, 2006.

12.4 DISPOSITIVO DE DESCARTE DA PRIMEIRA CHUVA

Como a primeira parcela da chuva geralmente é a mais poluída, descarta-se

a fase inicial da precipitação com o dispositivo de descarte da primeira chuva mostrada

na Figura 63.

119

FIGURA 63 - DISPOSITIVOS DE DESCARTE DA PRIMEIRA CHUVA

FONTE: TEXAS WATER DEVELOPMENT BOARD, 2005.

12.5 DIMENSIONAMENTO E ARMAZENAMENTO DO RESERVATÓRIO

Segundo as normas técnicas da ABNT presente na NBR 15.527/2007, o

dimensionamento de um reservatório para captação de águas pluviais é realizado

através da aplicação de modelos, por exemplo, o método Azevedo Neto (2007) o qual

foi utilizado nesse projeto.

Esse modelo estima o volume de água aproveitável através da seguinte

Equação 61.

𝑉 = 0,042 ∙ 𝑃 ∙ 𝐴 ∙ 𝑇 (61)

Onde:

V = volume do reservatório e de água aproveitável mensal (L);

P = valor numérico da precipitação média anual (mm);

A = área de coleta em projeção (m²);

T = número de meses com pouca chuva ou seca.

120

De acordo com INMET (2017), a precipitação média anual na cidade de

Franca é de 1564 mm, e possui 3 meses de estiagem.

Deste modo, projetou-se a captação pluvial na área administrativa e industrial,

sendo 552 m² e 942,2 m², respectivamente.

Considerando apenas um terço da área para captação, o volume do

reservatório para esses setores será:

𝑉𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 = 0,042 ∙ 1564 ∙552

3∙ 3

∴ 𝑉𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 = 36.259,776 𝐿 ≅ 36,26 𝑚³

𝑉𝑖𝑛𝑑𝑢𝑠𝑡𝑟𝑖𝑎𝑙 = 0,042 ∙ 1564 ∙942,2

3∙ 3

∴ 𝑉𝑖𝑛𝑑𝑢𝑠𝑡𝑟𝑖𝑎𝑙 = 61.891,234 𝐿 ≅ 61,89 𝑚³

Para armazenamento da água captada, adotou-se 2 cisternas verticais de

polietileno com capacidade de 5000 L para cada setor conforme apresentada na

Figura 64. Esses reservatórios serão distribuídos em locais específicos de maior uso.

FIGURA 64 - CISTERNA VERTICAL 5000 L

FONTE: FORTLEV, 2018.

121

12.6 PARÂMETRO DE QUALIDADE DA ÁGUA DO REÚSO

Segundo o Manual de Conservação e Reúso da Água em Edificações (ANA,

FIESP e SidusCon-SP, 2005), as condições mínimas e padrões de qualidade da água

de reúso estão apresentadas na Tabela 14.

TABELA 14 - PARÂMETRO DE QUALIDADE ESTABELECIDO PARA USO DE ÁGUAS PLUVIAIS

Parâmetro Padrões Estabelecidos

Alcalinidade - Cloreto (mg/L) -

Coliformes Termotolerantes (NMP/100 mL) - Cor (uH) 10

DBO (mg/L) 10 DQO (mg/L) -

Dureza (mg/L) - Ferro (mg/L) -

Fósforo (mg/L) 0,1 Manganês (mg/L) -

Nitrato (mg/L) 10 Nitrogênio Amoniacal (mg/L) 20

Nitrogênio Total (mg/L) - pH 6,0 – 9,0

Sólidos Dissolvidos Totais (mg/L) 500 Sólidos Suspensos Totais (mg/L) 5

Sulfato (mg/L) - Turbidez (UNT) 2

FONTE: ANA, FIESP E SIDUSCON-SP (ADAPTADO), 2005.

Antes da utilização da água pluvial será feito um tratamento prévio por meio

de desinfecção com cloro granulado para atender as condições mínimas e também

para impedir a formação de algas no reservatório.

122

13 LAYOUT

O layout da Citrino foi organizado de forma a aproveitar de melhor maneira o

terreno disponível, atendendo aos requisitos de espaçamento entre os equipamentos

para necessárias movimentações dos funcionários (NEUFERT, 2008). Utilizou-se

assim o software ArchiCad 22 versão de estudante.

13.1 PLANTA BAIXA E LAYOUT 2D

A disposição dos pavimentos foi feita em 4 grandes grupos. Pertencendo ao

grupo 1: a estação de tratamento de efluentes (pavimentos 1, 2, 3 e 4), ao grupo 2: a

locação industrial em si (pavimentos 7, 12, 13, 14, 15, 16 e 17), ao grupo 3: locação

de escritórios e estacionamentos (pavimentos 8, 9, 10, 11, 18, 19, 20 e 21) e por último

o grupo 4: área de lazer para os funcionários (pavimentos 5 e 6) (Figuras 65, 66 e 67).

123

FIGURA 65 - LAYOUT CITRINO


124

FIGURA 66 - PLANTA BAIXA ÁREA INDUSTRIAL


125

FIGURA 67 - PLANTA PRÉDIO INDUSTRIAL


126

13.2 PLANTA 3D

Nas figuras 68, 69, 70, 71, 72 e 73 estão representados respectivamente a

planta 3D geral da empresa, a planta baixa 3D do prédio industrial, vista 3D dos silos

de laranja, vista 3D do auditório, vista 3D da recepção e vista 3D do refeitório.

FIGURA 68 - PLANTA 3D GERAL


FIGURA 69 - PLANTA 3D PRÉDIO INDUSTRIAL


127

FIGURA 70 - VISTA 3D SILO


FIGURA 71 - VISTA 3D AUDITÓRIO


128

FIGURA 72 - VISTA RECEPÇÃO 3D


FIGURA 73 - VISTA 3D REFEITÓRIO


129

14 ANÁLISE ECONÔMICA

A origem dos estudos de engenharia econômica tem início nos Estados

Unidos em 1887, quando Arthur Wellington escreveu um livro sobre a viabilidade

econômica para ferrovias. A partir de 1950 com a expansão industrial, viu-se a

necessidade financeira de se incorporar a análise econômica nas empresas, gerando

um ambiente de decisão voltado à alternativa mais viável (YAMAMOTO et al., 2012).

As técnicas de análise econômica se tornavam mais complexas com o

progresso industrial, incorporando aos métodos de avalição tradicionais, novos

parâmetros para avaliação de risco, fatores intangíveis dentro de uma organização

(YAMAMOTO et al., 2012).

Para o desenvolvimento de um projeto de uma indústria necessita-se

pesquisar etapas como: o nicho de mercado para o produto, a localização do

empreendimento, avaliar o lucro anual, o tempo de retorno do capital investido, a

montagem da planta, entre outros. Assim, ao se desenvolver um projeto vários

caminhos vão surgindo, e cabe a economia decidir qual é a rota mais adequada a

seguir diante as várias possibilidades (YAMAMOTO et al., 2012).

14.1 CAPITAL TOTAL INVESTIDO

O capital total investido se divide em duas partes:

a) Capital Fixo Inicial: dinheiro referente para iniciar projeto, construção,

terreno;

b) Capital de Giro: dinheiro necessário para o funcionamento do projeto,

como energia, combustível, matéria prima.

A indústria é constituída por equipamentos como extratora, centrífuga,

pasteurizador que são os equipamentos que atuam diretamente no processo, que é

denominado como Área do Processo. Já as Áreas de Utilidades atuam para o

funcionamento eficaz da Área do Processo tais como o vapor e eletricidade.

130

14.2 CAPITAL FIXO INICIAL

O Capital Fixo Inicial de um projeto é destinado para: aquisição terreno,

construção do prédio, aquisição dos equipamentos, compra de bombas, distribuição

da eletricidade, montagem de equipamentos. Portanto, o Capital Fixo corresponde ao

capital físico que não é consumido durante a produção, mas têm um valor reutilizável.

Para a escolha dos equipamentos necessários para a montagem da indústria,

realizou-se uma pesquisa analisando preço, viabilidade e qualidade para selecionar a

máquina adequada a cada processo.

A Tabela 15 apresenta os equipamentos e os valores correspondentes que

foram estabelecidos pelos fornecedores.

TABELA 15 - INVESTIMENTO FIXO EM EQUIPAMENTOS

Equipamento Quantidade Valor total

Balança 1 R$ 60.000,00

Silo com elevador de canecos 2 R$ 150.000,00

Lavadora por aspersão 2 R$ 735.480,00

Transportadora de roletes 2 R$ 91.935,00

Extratora 2 R$ 109.350,00

Finisher 1 R$ 20.250,00

Centrífuga 4 R$ 453.600,00

Pasteurizador 1 R$ 128.000,00

Tanque asséptico refrigerado 1 R$ 64.800,00

Rotuladora 1 R$ 50.000,00

Envasadora 1 R$ 350.000,00

Codificadora 1 R$ 8.395,00

Enfardadeira 1 R$ 45.000,00

Câmara fria 1 R$ 190.809,00

Bombas 6 R$ 5.244,06

Tanque asséptico 4 R$ 32.400,00

Caldeira 1 R$ 33.000,00

Total 32 R$ 2.543.263,06

FONTE: AUTORIA PRÓPIA, 2018.

A Tabela 16 contém os quantidade e valores de utensílios e móveis

necessários para a fundação da indústria. Os valores dos setores como copa, cozinha,

banheiro, laboratório estão totalizando os materiais necessários para a

implementação.

131

TABELA 16 - INVESTIMENTO FIXO EM MÓVEIS, UTENSÍLIOS E TRANSPORTE

Equipamento Especificações Quantidade Valor

Computadores Alta performance 5 R$ 82.475,00

Cadeiras Escritório 22 R$ 6.600,00

Mesas - 5 R$ 1.250,00

Impressoras - 5 R$ 1.750,00

Projetor - 1 R$ 2.078,00

Telefones - 6 R$ 446,40

Carros Fiat-Fiorino Refrig. 5 R$ 284.950,00

Copa Completa 1 R$ 7.147,14

Banheiro Completo 2 R$ 3.368,12

Empilhadeira Mod. DP25N CAT 2 R$ 46.000,00 Laboratório Físico-

Químico Completo 1 R$ 17.664,90

Laboratório Controle de

Qualidade Completo 1 R$ 11.150,00

Refeitório Completo 1 R$ 7.200,00

Pallets - 30 R$ 1.458,00

EPI’S - - R$ 5.000,00

OUTROS - - R$ 5.000,00

Total R$ 483.537,56


14.3 CAPITAL DE GIRO

O capital de giro corresponde ao investimento necessário para operar a

indústria até que haja retorno, e as vendas supram as despesas. Nesse segmento

considera-se o custo de matéria-prima, energia elétrica, e utilidades.

A matéria prima será recebida diariamente e armazenada em silos até que se

inicie a produção. A Tabela 17 apresenta o total de laranja necessário por dia e o custo

correspondente.

TABELA 17 - MATÉRIA PRIMA

Matéria prima Total de laranja (Kg/dia) Total mensal (R$)

Laranja 44067,61 1.021.655,69


De acordo com as potências dos equipamentos determinou-se a energia

elétrica necessária (Tabela 18) e o custo mensal (Tabela 19), e conferiu-se um

acréscimo de energia elétrica utilizada a outros fins. Segundo o CPFL (Companhia

Paulista de Força e Luz) o custo médio de 1 Kwh é de R$ 0,70. O custo de água e

132

esgoto foi calculado de acordo com o consumo. As garrafas para armazenar o suco

são de 300 mL e possuem um custo unitário de R$ 0,31, os rótulos são do tipo sleeve

que impedem a passagem de luz e possuem um valor de R$ 0,12. Os custos mensais

constam na Tabela 19.

TABELA 18 - POTÊNCIA DOS EQUIPAMENTOS

Equipamentos Potência por equipamento Kw

Potência total Kw Potência em 8 horas Kwh

Lavadora 14 28 224 Transportadora de

roletes 0,75 1,5 12 Extratora 7,5 15 120 Finisher 15 15 120

Centrífuga 2,2 8,8 70,4 Pasteurizador 5,88 5,88 47,04

Tanque asséptico refrigerado

7,5

7,5

60

Envasadora 1,7 1,7 13,6 Rotuladora 0,66 0,66 5,28

Codificadora 0,08 0,08 0,64 Enfardadeira 1,6 1,6 12,8 Câmera fria 1,94 1,94 15,52

Bomba centrífuga 1,471 8,826 70,608

Total 771,89 Kwh


TABELA 19 - CUSTO MENSAL

Descrição Custo mensal (R$)

Energia Elétrica 17.367,48

Carvão 368,22

Água 66.454,57

Esgoto 53.010,34

Embalagem e rótulo 860.000,00

Total 997.200,61


14.4 INVESTIMENTO PRÉ-OPERACIONAL

Refere-se ao capital necessário para começar um empreendimento, como

custo de obra, terreno, cursos e despesas com a legalização.

O terreno escolhido encontra-se na Rua Edgar Batista Frutuoso, área do

Distrito Industrial 1 de Franca. A área encontra-se próximo à Rodovia Prefeito Fábio

133

Talarico, facilitando o recebimento de matéria-prima e a distribuição do produto. O lote

possui uma área de 21.531,39 m² com valor comercial de R$5.382.847,50. A Figura

74 representa o distrito industrial 1, e o contorno em verde o terreno para a

implementação da Citrino.

FIGURA 74 - ÁREA PARA AS INTALAÇÕES FABRIS DA CITRINO

FONTE: GOOGLE EARTH PRO, 2018.

Para o cálculo das obras civis, utilizou-se o site Planilhas de Obra.com para

prever os gastos referente à construção. No total de obras civis consta-se os gastos

com construção civis, construção da lagoa de tratamento e da coleta da água da

chuva.

Para a instalação da Citrino, apresentou-se os investimentos pré-operacionais

contidos na Tabela 20.

TABELA 20 - INVESTIMENTO PRÉ-OPERACIONAL

INVESTIMENTO Valor (R$)

Legislação 10.000,00 Terreno 5.382.847,50

Obras Civis, lagoa de trat. e cap. da chuva 23.193.613,31 Cursos e treinamento 5.000,00

Outros 15.000,00

TOTAL 28.606.460,81


134

14.5 INVESTIMENTO TOTAL

É a soma das análises realizadas anteriormente, Capital Fixo Inicial e os

investimentos Pré-Operacionais.

Os fatores citados acima foram dispostos na Tabela 21, correspondendo ao

custo do investimento total.

TABELA 21 - INVESTIMENTO TOTAL

INVESTIMENTO Valor (R$)

Investimentos Fixos 3.013.501,62

Investimentos Pré-Operacionais 28.606.460,81

Total R$ 31.633.261,43


Assim, o investimento inicial para fundar a Citrino é de R$ 31.633.261,43.

14.6 FINANCIAMENTO

Para iniciar o projeto financiou-se 80% do investimento total pelo Banco

Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) e 20% pelos sócios

investidores. A Tabela 22 contém os dados dos valores a serem investidos.

TABELA 22 - FINANCIAMENTO DO INVESTIMENTO TOTAL

Financiamento Valor investido

BNDES R$ 25.306.609,14 Sócio investidor R$ 6.326.652,29

Para cada sócio investidor (5 sócios) R$ 1.265.330,46


O investimento aplicado é a Taxa de Longo Prazo (TLP), esse modelo está

disposto em duas partes, a parte fixa, que se mantém a taxa desde a contratação do

financiamento até a parcela final, chamado de TLP-pré, e a parte variável que se

ajusta conforme a inflação, Índice de Preços ao Consumidor (IPCA).

As tarifas do investimento TLP referente ao mês de outubro/2018 estão

contidos na Tabela 23.

135

TABELA 23 - TARIFA DO INVESTIMENTO TLP

TLP Taxa

TLP-pré 3,17% a.a. IPCA 4,10% a.a.

FONTE: BNDES, 2018.

Por meio da planilha disponível pelo site do BNDES, simulou-se o

investimento a ser financiado.

Definiu-se o investimento inicial em R$ 25.306.609,14, propondo um prazo de

carência de 3 meses e prazo de pagamento de 5 anos. A partir dos dados da Tabela

23 gerou-se uma taxa de juros final de 15,46% a.a. ou 1,21% a.m.

De acordo com Anexo A, o qual estão vinculados os dados do investimento

fornecido pelo BNDES, o valor total de juros é de R$ 9.772.158,61 e valor da parcela

da amortização é de R$ 443.975, 60, sendo constante desde o término da carência

até o término do período financiado.

O gráfico da prestação e amortização está representada pela Figura 75.

FIGURA 75 - PARCELAS DE AMORTIZAÇÃO E DE PRESTAÇÃO DURANTE 5 ANOS

FONTE: BNDES, 2018.

R$ 0,00

R$ 200.000,00

R$ 400.000,00

R$ 600.000,00

R$ 800.000,00

R$ 1.000.000,00

R$ 1.200.000,00

R$ 1.400.000,00

1 3 5 7 9 11131517192123252729313335373941434547495153555759

Amortização Prestação

136

14.7 CAPITAL DEPRECIÁVEL

Depreciação é a diminuição do valor de um bem devido ao degaste pelo uso,

ação da natureza ou obsolescência normal.

Pela legislação brasileira, equipamentos e bens industriais são depreciáveis

em 10 anos. A Tabela 24 apresenta o capital depreciável contabilizando o valor total

utilizado para a compra dos equipamentos e veículos. A Tabela 25 o capital

depreciável de cada equipamento.

TABELA 24 - CAPITAL DEPRECIÁVEL

Ativos Fixos Valor R$ Vida Útil Depreciação Mensal (R$)

Depreciação Anual (R$)

Equipamentos e veículos

2.544.721,06 10 24.752,25 297.027,05


TABELA 25 - CAPITAL DEPRECIÁVEL DE CADA EQUIPAMENTO

Equipamentos Valor Depreciação Depreciação em 1 ano

Balança R$ 60.000,00 10% R$ 6.000,00

Elevador de Canecos/Silo

R$ 150.000,00 10% R$ 15.000,00

Mesa de lavagem R$ 735.480,00 10% R$ 73.548,00

Trasportadora de roletes

R$ 91.935,00 10% R$ 9.193,50

Extratora R$ 109.350,00 10% R$ 10.935,00

Finisher R$ 20.250,00 10% R$ 2.025,00

Centrífuga R$ 453.600,00 10% R$ 45.360,00

Pasteurizador R$ 128.000,00 10% R$ 12.800,00

Tanque asséptico R$ 64.800,00 10% R$ 6.480,00

Rotuladora R$ 50.000,00 10% R$ 5.000,00

Envasadora R$ 350.000,00 10% R$ 35.000,00

Datadora R$ 8.395,00 10% R$ 839,50

Estrechado com papel filme

R$ 45.000,00 10% R$ 4.500,00

Câmara fria R$ 190.809,00 10% R$ 19.080,90

Bombas R$ 5.244,06 10% R$ 524,41

137

Pallets R$ 1.458,00 10% R$ 145,80

Tanques R$ 32.400,00 10% R$ 3.240,00

Caldeira R$ 48.000,00 10% R$ 4.800,00

Computadores R$ 82.475,00 10% R$ 8.247,50

Cadeira R$ 6.600,00 10% R$ 660,00

Mesa R$ 1.250,00 10% R$ 125,00

Impressora R$ 1.750,00 10% R$ 175,00

Projetor R$ 2.078,00 10% R$ 207,80

Telefone R$ 446,40 10% R$ 44,64

Fiorino R$ 284.950,00 10% R$ 28.495,00

Empilhadeira R$ 46.000,00 10% R$ 4.600,00


14.8 TAXA DE IMPOSTO DE PRODUÇÃO

Para regime tributário optou-se pelo Lucro Real, onde o faturamento mensal

da empresa é calculado sobre o lucro líquido do período da apuração, com

possibilidade de acréscimo ou abatimento de valores conforme as compensações

permitidas por lei (SEBRAE, 2018). Sobre esse regime incidem seguintes impostos:

Imposto de Renda Pessoa Jurídica (IRPJ): é o imposto sobre o rendimento

da empresa, recolhido pela Receita Federal (MINISTÉRIO DA FAZENDA, 1996).

Contribuição Social sobre Lucro Líquido (CSLL): é um tributo federal que

acomete sobre todas as pessoas jurídicas, cujo seu objetivo é a manutenção da

Seguridade Social (CAMARGO, R. F., 2017).

Imposto sobre Produtos Industrializados (IPI): é um tributo da esfera de

competência federal que incide sobre produtos industrializados, nacionais e

estrangeiros (VALOR TRIBUTÁRIO, 2017).

Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social (COFINS): é uma

contribuição federal que incide sobre o que a empresa fatura, com a finalidade de

financiar a Seguridade Social (PORTAL TRIBUTÁRIO, 2016).

Programa de Integração Social e Programa de Formação do Patrimônio do

Servidor (PIS/PASEP): é um tributo federal, de cunho social, que possui a finalidade

138

de assegurar o pagamento do abono, seguro-desemprego e participação na receita

dos órgãos e entidades (CONTÁBEIS, 2017).

Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços (ICMS): é um imposto

de competência estadual que incidirá sobre as operações relacionadas à circulação

de mercadorias e alguns tipos de prestação de serviços (PORTAL TRIBUTÁRIO,

2016).

Imposto sobre Serviços de Qualquer Natureza (ISS): é um tributo municipal

que incide sobre a prestação de serviços (PORTAL TRIBUTÁRIO, 2016).

O valor de alíquota de cada imposto está apresentado na Tabela 26.

TABELA 26 - CARGA TRIBUTÁRIA DE PRODUÇÃO EM CADA MODALIDADE

Tributos Alíquota (%)

IRPJ 47,40 CSLL 12,00

IPI - COFINS 7,60

PIS/PASEP 1,65 ICMS 18,00 ISS -


Segundo a legislação de regência de PIS e da COFINS (Lei nº 10.63702 e Lei

nº 10.833/03), a não-cumulatividade desses tributos autoriza o abatimento do valor da

contribuição incidente sobre os insumos e despesas de produção incorridos.

Alguns dos créditos admissíveis são:

Aluguéis de prédios máquinas e equipamentos, utilizados na atividade da

empresa, pago à pessoa jurídica (Inc. IV, art. 3º, Lei 10.637);

Bens e serviços, utilizados como insumos na produção ou fabricação de bens

(Inc. II, art. 3º, Lei 10.637);

Depreciação de máquinas, equipamentos e outros bens incorporados ao Ativo

Imobilizado (inclusive depreciação construções, benfeitorias, veículos, computadores)

utilizados na fabricação de bens- inclusive (Inc. VI, art. 3º, Lei 10.637);

Energia Elétrica consumida nos estabelecimentos da empresa (Inc. IX, art. 3º,

Lei 10.637, introduzida pelo artigo 25 da Lei 10.684);

Armazenagem e Fretes (art.15, da Lei 10.833).

139

14.9 TAXA DE IMPOSTOS DE VEÍCULOS E TERRITÓRIO

14.9.1 IPVA

O Imposto sobre a Propriedade de Veículos Automotores (IPVA) para o

estado de São Paulo possui a seguinte classificação (Tabela 27).

TABELA 27 - ALÍQUOTAS IPVA 2019 ESTADO DE SÃO PAULO

Classificação do veículo Alíquota

Veículos com mais de 15 anos Isento Caminhões 1,5%

Caminhonetas e utilitários 2% Motos e similares 2%

Ônibus e Micro-ônibus 2% Automóveis 4% Motor-casa 4%

FONTE: IPVA 2019 SP, 2018.

O automóvel utilizado pelos vendedores será uma Fiorino, que se encaixa na

categoria de utilitário, ou seja, o IPVA aplicado sobre o mesmo será de 2% do valor

do automóvel, resultando assim em um IPVA de R$ 1.139,80. Considera-se também

uma média de R$100,00 para o licenciamento anual do carro. Em relação ao seguro

DPVAT, o valor é de R$71,08 (IPVA, 2018) (DPVAT, 2018).

Totalizando dessa forma, um custo anual de impostos sobre os automóveis

de R$ 6.554,40.

14.9.2 IPTU

O Imposto Predial e Territorial Urbano (IPTU) aplicado à Citrino corresponde

ao valor anual de R$ 26.914,24. Porém, com as práticas de algumas atividades,

conhecidas como IPTU Verde, tem-se um desconto sobre esse valor. Na questão da

Citrino, obtém-se desconto de 2% por adotar um sistema de captação da água da

chuva, área permeável e plantio de árvores nas calçadas e mais 1% por adotar

separação de resíduos sólidos e separação de lixo reciclável para coleta, resultando

dessa forma em R$2.175,57 mensais (CÂMARA MUNICIPAL DE FRANCA, 2016).

140

14.10 CUSTO E DESCRIÇÃO DOS CARGOS

14.10.1 Estrutura organizacional

A estrutura organizacional de uma empresa pode ser definida como a forma

na qual os cargos, setores, tarefas e níveis hierárquicos estão divididos (ENDEAVOR,

2015).

Dessa forma, a Citrino tem dentro de seu quadro de funcionários, as funções

devidamente divididas de acordo com a atividade a ser desempenhada, apresentando

o seguinte organograma (Figura 76).

FIGURA 76 - ORGANOGRAMA CITRINO


141

14.10.2 Descrição dos cargos

No âmbito de esclarecer as funções de cada cargo, elas estarão descritas em

seguida.

Diretor Superintendente (Diretor Geral): assegurar a obtenção dos resultados

definidos nos planos operacionais e administrativos, em conformidade com a missão

da empresa, seus princípios e filosofia de negócios, dentro das diretrizes estratégicas

e operacionais estabelecidas, por meio da coordenação geral de todas as áreas da

empresa (PROMERITO, 2018).

Gerente Administrativo: gerencia, planeja e controla os recursos e as

atividades da área administrativa para garantir conformidade com as normas e

políticas da empresa. Acompanha os processos e resultados e define estratégias, a

fim de assegurar o melhor desempenho dos negócios (CATHO, 2018).

Gerente de Recursos Humanos: Gerencia a área de recursos humanos,

planeja e desenvolve estratégias de recrutamento e seleção, treinamento e

desenvolvimento, planos de cargos e salários, administração pessoal e relações

trabalhistas e sindicais, de acordo com as exigências legais e políticas da empresa

(CATHO, 2018).

Recepcionista: Realiza o atendimento ao cliente, presta informações e recebe

visitantes para encaminhamento aos funcionários da empresa. Recebe e processa

correspondências recebidas, agenda reuniões e anota solicitações de clientes

(CATHO, 2018).

Auxiliar de limpeza: é responsável pela manutenção do local com foco em

mantê-lo limpo. Está sob as responsabilidades de um auxiliar de limpeza limpar e

arrumar todo o local em seus mínimos detalhes, atuar com limpeza de área externa e

interna, lavagem de vidros, abastecer os ambientes com materiais, retirar lixo, limpeza

no escritório, banheiros, vestiários, persianas, realizar a reposição de material de

higiene e bebedouro (INFOJOBS, 2018).

Engenheiro Químico: cria e aprimora produtos na indústria química,

petroquímica e de alimentos e analisa sua viabilidade técnica e econômica. Busca

melhorias no processo de fabricação ou beneficiamento de produtos, introduzindo

novas tecnologias e adaptando as que estão em operação. Planeja e supervisiona

operações industriais, administra equipes e as diversas etapas de produção (CATHO,

2018).

142

Encarregado da produção: Acompanha o desempenho dos operadores e

orienta quando necessário para manter o ritmo, qualidade e produtividade do trabalho.

Analisa os relatórios diários de produção e identifica desvios dos padrões de processo

(CATHO, 2018).

Técnico de laboratório: Realiza análises físico-químicas em laboratório,

prepara soluções e controla a qualidade de produtos e matéria-prima. Elabora

procedimentos técnicos de análises patológicas e fluídas biológicos e verifica a

adequação do material coletado. Realiza procedimento técnico dos materiais, visando

assegurar os padrões de qualidade pelos serviços prestados (CATHO, 2018).

Mecânico de manutenção: Faz manutenção de máquinas, motores e

equipamentos industriais, repara e substitui peças, faz ajustes e regulagem utilizando

ferramentas e instrumentos de medição e controle (CATHO, 2018).

Auxiliar de mecânico: Efetua consertos mecânicos ou elétricos, faz a troca de

óleo e limpeza de motores. Lava as peças e outros componentes de motores e

equipamentos. Auxilia na desmontagem e montagem de motores e máquinas.

Executa outros serviços auxiliares de manutenção, operando equipamentos simples.

Efetua a manutenção, limpeza e zela pelas ferramentas sob sua responsabilidade

(CATHO, 2018).

Eletricista: Realiza manutenção elétrica preventiva e corretiva em motores,

máquinas, equipamentos e instalações industriais, analisa as necessidades de troca

e regulagem de componentes e aplica testes de funcionamento. Interpreta desenhos

elétricos para montagem de painéis de tensão e cabeamento estruturado (CATHO,

2018).

Operador de produção: trabalha na linha de produção, desenvolvendo várias

funções, desde inserir os componentes nas esteiras de produção, retirando e

embalando o produto final até operar máquinas responsáveis pela manufatura de

matérias-primas em bens de consumo (INFOJOBS, 2018).

Gerente de Marketing e Vendas: elabora estratégias para aumentar a venda

de produtos e serviços, realizando pesquisas de mercado para detectar as

necessidades dos consumidores e elaborar projetos que visem satisfazê-las,

aumentando o alcance e melhoria da imagem de algumas marcas, estabelecendo o

público-alvo, sugerindo preços (INFOJOBS, 2018).

143

Vendedor: é responsável por contatar, visitar e entrevistar clientes, pela

negociação do preço do produto ou serviço, negociação do prazo, das condições de

pagamento e dos descontos da pós-venda (INFOJOBS, 2018).

14.10.3 Jornada de trabalho e custos

O quadro de funcionários é divido em 4 grupos de acordo com sua jornada de

trabalho. O grupo 1 é composto basicamente pelos funcionários administrativos:

diretor superintendente, gerente administrativo, recursos humanos, recepcionista,

auxiliar de limpeza, gerente de marketing e vendas, mecânicos e eletricista (que fazem

o horário administrativo e permanecem de plantão aos finais de semana). Grupo 2

composto pelo engenheiro químico e o encarregado da produção. Grupo 3 composto

pelos vendedores, técnico de laboratório e operador da expedição. Por fim, o grupo 4

é composto pelos operadores de produção.

Para os grupos que apresentam jornada de trabalho superior a 6 horas,

determinou-se um intervalo de uma hora e meia. Na exceção do grupo 3, em que no

sábado a carga horária é de 4 horas, determinou-se um intervalo de 20 minutos

(Tabela 28).

TABELA 28 - DIVISÃO DA JORNADA DE TRABALHO

TURNO GRUPO 1 GRUPO 2 GRUPO 3 GRUPO 4

2ª feira 7:30-17:30 7:30-16:30 7:30-17:00 7:00-15:40

3ª feira 7:30-17:30 7:30-16:30 7:30-17:00 7:00-15:40

4ª feira 7:30-17:30 7:30-16:30 7:30-17:00 7:00-15:40

5ª feira 7:30-17:30 7:30-16:30 7:30-17:00 7:00-15:40

6ª feira 7:30-17:30 7:30-16:30 7:30-17:00 7:00-15:40

Sábado - 8:30-16:30 7:30-11:50 7:00-15:40

Domingo - 8:30-16:30 - 7:00-15:40

TOTAL HORAS 42,5 44 44 43


Como consta na legislação trabalhista, é estabelecido 8 horas diárias e 44

horas semanais como a jornada normal de trabalho, sendo facultativo a compensação

ou redução da jornada através de acordos ou convenções. É exigido, também,

segundo este mesmo artigo, repouso semanal remunerado, preferencialmente aos

domingos.

144

Os operadores da produção (grupo 4) somam 26 pessoas, distribuídas de

acordo com a necessidade de cada equipamento. Com base nisso, fez-se um sistema

de rodízio entre os funcionários para que ocorresse o repouso semanal exigido por

lei, aplicando também aos funcionários do grupo 2, através das Tabelas 29 e 30, onde

os números indicam a quantidade de pessoas por dia da semana em determinada

função (SENADO, 2018).

TABELA 29 - SISTEMA DE RODÍZIO DE FUNCIONÁRIOS DO GRUPO 2

Grupo 2 2ª feira 3ª feira 4ª feira 5ª feira 6ª feira Sáb Dom

Eng. Químico e Encarregado de Produção

2 2 2 2 2 1 1


TABELA 30 - SISTEMA DE RODÍZIO DE FUNCIONÁRIOS DO GRUPO 4


Com a divisão feita acima, fez-se os cálculos dos salários de cada funcionário

e a quantidade de pessoas necessárias para cada atividade, entendendo-se que os

que participam do rodízio, trabalham domingos intercalados, pelo menos duas vezes

ao mês. A fim de se economizar na divisão de cargos, tornou-se o engenheiro químico

gerente de processos e responsável pela parte de tratamento de efluntes, tendo

também em sua formação especialização em engenharia de segurança do trabalho.

Os cálculos de encargos foram feitos baseados no regime tributário no qual a Citrino

se enquadra, o Lucro Real (SEGURIDADE, 2017).

Equipamento 2ª feira 3ª feira 4ª feira 5ª feira 6ª feira Sábado Domingo

Silo 2 2 2 2 2 1 1

Esteira 12 12 12 12 8 8 8

Resíduos 3 3 3 3 2 2 2

Envasadora 4 4 4 4 3 3 3

Caldeira 3 3 3 3 2 2 2

Câmara Fria 2 2 2 2 2 1 1

145

TABELA 31 - CARGOS E SALÁRIOS DO GRUPO 1

Cargo Funcionários Salário Mensal (R$) Salário Total + Encargos (R$)

Diretor Superintendente

1 R$ 17.345,24 R$ 28.649,13

Gerente Administrativo 1 R$ 3.887,74 R$ 6.421,38 Gerente Marketing e

Vendas 1 R$ 3.500,00 R$ 5.780,95

Recursos Humanos 1 R$ 4.008,22 R$ 6.620,38 Recepcionista 1 R$ 1.118,20 R$ 1.846,93

Auxiliar de limpeza 1 R$ 1.028,75 R$ 1.699,19 Mecânico 2 R$ 2.358,51 R$ 8.734,51 Eletricista 1 R$ 2.291,51 R$ 4.243,19

FONTE: AUTORIA PRÓPRIA, 2018



Gerente de Processos 1 R$ 8.849,00 R$ 16.385,69 Encarregado da

Produção 1 R$ 4.602,00 R$ 8.521,52




Vendedor 5 R$ 1.416,37 R$ 11.697,09 Técnico de Laboratório 1 R$ 1.593,95 R$ 2.951,52

Operador da Expedição

1 R$ 1.642,18 R$ 2.712,39




Operadores de Produção

25 R$ 1.188,86 R$ 58.007,45


Em relação ao salário pago para os vendedores, estabeleceu-se uma política

de comissão, onde será pago comissão sobre as vendas de 0,7% quando atingida a

meta de vendas. Sendo assim, caso a meta não seja atingida, haverá pagamento de

um salário base, especificado na Tabela 31 (Grupo 3). Considera-se então uma

comissão máxima total por mês de R$35.000,00.

146

Desta forma, contando com 44 funcionários em seu quadro, a Citrino terá que

arcar mensalmente com R$ 187.574,23 em pagamentos salariais.

14.11 PREVISÃO DE CUSTO E DESPESAS

Para estimar os custos e as despesas anuais, considerou-se os gastos com

os salários dos funcionários, IPTU, energia elétrica, água, esgoto, matéria-prima,

embalagem, rótulo e outros. As despesas foram apresentadas na Tabela 35.

TABELA 35 - GASTOS ANUAIS

Descrição Custo R$

IPTU 26.106,84 IPVA 6.554,40

Energia elétrica 208.409,76

Água 797.454,83

Esgoto 636.124,13 Salários funcionários 2.250.890,72

Laranja 12.430.144,27 Embalagem + rótulo 10.320.000,00 Carvão para caldeira 4.418,64

Impostos diretos 7.686.206,25 Imposto de renda 27.809.474,10

CSLL 7.040.373,19

TOTAL 69.216.157,13


14.12 CUSTO UNITÁRIO

O custo unitário refere-se ao valor representativo do custo de cada unidade

de insumo.

A Tabela 36 apresenta os custos mensais e anuais, referente a matéria-prima,

embalagem, rótulo sleeve, água, esgoto, carvão, energia, mão de obra (somente a

equipe de produção), para a fabricação do suco de laranja integral 300 mL.

147

TABELA 36 - CUSTOS DIRETO DO PRODUÇÃO DO SUCO DE LARANJA INTEGRAL

Custos Valor mensal R$ Valor anual R$

Laranja 1.021.655,69 12.430.144,27

Mão de obra 187.574,23 2.250.890,72

Carvão 368,22 4.418,64

Energia 17.367,48 208.409,76

Água 66.454,57 797.454,83

Esgoto 53.010,34 636.124,13

Embalagem + rótulo 860.000,00 10.320.000,00

Total 2.206.430,53 26.647.442,35

FONTE: AUTORIA PRÓRIA, 2018.

Com as informações obtidas da Tabela 34, é possível estimar o valor para

produção. O suco Citrino de 300 mL, diante de todos os processos para sua

fabricação, custaria custo em média R$ 1,06 a unidade. Considerando o imposto,

ICMS, cerca de R$ 0,19 são adicionados ao preço da garrafa de suco. Dessa forma,

o produto passará a ter um custo de R$ 1,25, com o imposto.

14.13 FATURAMENTO MENSAL E ANUAL

Faturamento mensal é a estimativa de receita decorrente as vendas de um

determinado produto. Foi realizado uma pesquisa de mercado com intuito de averiguar

o preço de venda dos concorrentes nos estabelecimentos e a média era de R$ 4,75 a

unidade.

Visando a produção diária de 20 m3, 66.6667 garrafas de 300 mL, estipulou-

se o valor unitário da venda da garrafa em R$ 4,00 para atacadistas. O faturamento

mensal é previsto por R$ 8.000.000,00 visando o total de vendas das garrafas de

suco. Por fim tem-se um faturamento bruto anual de R$ 96.000.000,00.

14.14 FLUXO DE CAIXA

Fluxo de caixa representa graficamente conjunto de entradas (receitas) e

saídas (despesas) em um certo intervalo de tempo. Considerou-se um período de dez

anos o qual representaria o período de vida útil dos equipamentos para a elaboração

do fluxo de caixa.

O período zero faz menção ao investimento total a ser aplicado sobre o

projeto. No tempo um descontou-se seis meses referentes a construção industrial, e

148

os meses restantes ao início do processo de fabricação. Os anos seguintes

representam as receitas obtidas em cada período de um ano. Em anexo (Anexo B)

encontra-se os dados para a elaboração do fluxo de caixa e a Figura 77 representa o

fluxo de caixa no período de 10 anos.

FIGURA 77 - FLUXO DE CAIXA


14.15 PAYBACK

O payback, refere-se ao tempo que um investimento leva para pagar o seu

investimento inicial (PRATES, 2016).

Para cálculo do payback, adotou-se o método descontado, por definição é o

tempo necessário para que o valor presente acumulado recupere o investimento

inicial.

Esse método utiliza-se uma taxa de desconto antes de se proceder à soma

dos fluxos de caixa. Em geral, esta taxa será a Taxa mínima de Atratividade (TMA).

De acordo com Prates (2016) a TMA representa o mínimo que um

investimento deve remunerar para que seja considerado viável economicamente, no

caso da Citrino adotou-se 10%.

Neste método, todos os fluxos de caixa futuro deverão ser descontados por

esta taxa em relação ao período ao qual fluxo está ligado.

As relações de dados de payback descontado estão apresentados na Tabela

37.

(R$40.000.000,00)

(R$30.000.000,00)

(R$20.000.000,00)

(R$10.000.000,00)

R$0,00

R$10.000.000,00

R$20.000.000,00

R$30.000.000,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Fluxo Caixa Saídas Fluxo Caixa Entradas

149

TABELA 37 - PAYBACK DESCONTADO

Período anual Fluxo de caixa VP Payback

0 -R$ 31.633.261,43 -R$ 31.633.261,43 -R$ 31.633.261,43

1 R$ 7.259.992,73 R$ 6.599.993,39 -R$ 25.033.268,04

2 R$ 18.726.885,19 R$ 15.476.764,62 -R$ 9.556.503,42

3 R$ 19.022.870,62 R$ 14.292.164,25 R$ 4.735.660,83

4 R$ 19.320.544,35 R$ 13.196.191,76 R$ 17.931.852,59

5 R$ 19.619.737,55 R$ 12.182.313,40 R$ 30.114.165,99

6 R$ 25.104.607,44 R$ 14.170.896,42 R$ 44.285.062,41

7 R$ 25.093.530,50 R$ 12.876.948,89 R$ 57.162.011,30

8 R$ 25.083.561,26 R$ 11.701.666,45 R$ 68.863.677,75

9 R$ 25.074.588,94 R$ 10.634.073,45 R$ 79.497.751,20

10 R$ 25.066.513,85 R$ 9.664.226,20 R$ 89.161.977,41


Analisando os dados da Tabela 35, conclui-se que o retorno do investimento

será obtido a partir do 3º ano. Para melhor visualização do retorno, a Figura 78 ilustra

o gráfico do payback.

FIGURA 78 - GRÁFICO PAYBACK


Para avaliar a viabilidade econômica da empresa realizou-se o Valor Presente

Líquido (VPL), o qual considera-se o somatório de todos os fluxos de entrada e saída

de caixa, trazidos a valor presente, para um período de 10 anos (FERREIRA, 2009).

(40.000.000,00)

(20.000.000,00)

0,00

20.000.000,00

40.000.000,00

60.000.000,00

80.000.000,00

100.000.000,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VA

LOR

PA

YBA

CK

(R

$)

PERÍODO (ANOS)

150

O VPL resultante, pela ferramenta Excel, é de R$ 89.161.977,41 como o valor

obtido é maior que zero, o projeto de interesse apresentará lucro econômico será

viável.

14.16 PONTO DE EQULÍBRIO

O ponto de equilíbrio é o ponto onde a receita bruta e as despesas de uma

empresa se igualam. É a quantia mínima de suco de laranja integral de 300 mL a ser

produzido para que as despesas sejam pagas.

Dessa forma considerou-se capacidade de produção de 0, 4.008.024,

9.600.048, 14.400.072, 19.200.096, 24.000.120 unidades. Assim, ao analisar a Figura

79 tem-se que serão necessários vender 4.800.024 unidades de 300 mL, equivalente

a produção de dois meses e meio, para a empresa não ter prejuízo.

FIGURA 79 - PONTO DE EQUILÍBRIO


R$ 0,00

R$ 20.000.000,00

R$ 40.000.000,00

R$ 60.000.000,00

R$ 80.000.000,00

R$ 100.000.000,00

R$ 120.000.000,00

0 5000000 10000000 15000000 20000000 25000000

R$

rec

itas

/ R

$ c

ust

os

Unidades

Receitas

custos

151

15 CONCLUSÃO

A alta inovação tecnológica que assegura alta produção, a localização da

empresa próxima a grandes centros e rica em matéria-prima, são fatos importantes

que garantem o sucesso na implantação da Citrino.

Como observou-se no presente trabalho a empresa preocupa-se desde a

seleção da matéria-prima até o descarte dos resíduos durante o processo de

fabricação. Atuando de forma sustentável, a Citrino possui projeto de captação de

água da chuva e sistema eficiente para tratamento de esgoto.

Estipulou-se uma produção diária de 20 m3, utilizando 44.067,61 Kg de laranja

para produzir 66.6667 garrafas de suco de laranja integral de 300 mL. Durante o

processo, através de integração energética, é possível ter uma economia de

1250609,55 kJ.h-1, mostrando a importância desta para a redução de custos em

processos.

Pode-se observar a alta viabilidade econômica na implantação da indústria. O

valor total a ser investido é de R$ 31.633.261,43, o qual a indústria terá um retorno

positivo após 3 anos desde o investimento, garantindo de forma segura e rápida o

sucesso da empresa.

A empresa terá como perspectivas futuras a exportação de óleo essencial,

subproduto que possui alto valor agregado e almejado por grandes empresas de

perfumaria, a exportação do suco de laranja concentrado congelado devido ao seu

crescimento no mercado exterior, e a ampliação da indústria retornará maior

produtividade à indústria.

152

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160

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162

ANEXO A – DADOS DO SIMULADOR BNDES

Período Saldo Inicial Juros Amortização Prestação Saldo Final

Mês Inicial R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 25.306.609,14

Mês 01 R$ 25.306.609,14 R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 25.306.609,14

Mês 02 R$ 25.306.609,14 R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 25.306.609,14

Mês 03 R$ 25.306.609,14 R$ 926.176,15 R$ 0,00 R$ 926.176,15 R$ 25.306.609,14

Mês 04 R$ 25.306.609,14 R$ 305.033,88 R$ 443.975,60 R$ 749.009,48 R$ 24.862.633,54

Mês 05 R$ 24.862.633,54 R$ 299.682,41 R$ 443.975,60 R$ 743.658,01 R$ 24.418.657,95

Mês 06 R$ 24.418.657,95 R$ 294.330,93 R$ 443.975,60 R$ 738.306,53 R$ 23.974.682,35

Mês 07 R$ 23.974.682,35 R$ 288.979,46 R$ 443.975,60 R$ 732.955,06 R$ 23.530.706,75

Mês 08 R$ 23.530.706,75 R$ 283.627,99 R$ 443.975,60 R$ 727.603,59 R$ 23.086.731,15

Mês 09 R$ 23.086.731,15 R$ 278.276,52 R$ 443.975,60 R$ 722.252,12 R$ 22.642.755,55

Mês 10 R$ 22.642.755,55 R$ 272.925,05 R$ 443.975,60 R$ 716.900,65 R$ 22.198.779,95

Mês 11 R$ 22.198.779,95 R$ 267.573,58 R$ 443.975,60 R$ 711.549,18 R$ 21.754.804,35

Mês 12 R$ 21.754.804,35 R$ 262.222,11 R$ 443.975,60 R$ 706.197,70 R$ 21.310.828,75

Mês 13 R$ 21.310.828,75 R$ 256.870,63 R$ 443.975,60 R$ 700.846,23 R$ 20.866.853,15

Mês 14 R$ 20.866.853,15 R$ 251.519,16 R$ 443.975,60 R$ 695.494,76 R$ 20.422.877,55

Mês 15 R$ 20.422.877,55 R$ 246.167,69 R$ 443.975,60 R$ 690.143,29 R$ 19.978.901,96

Mês 16 R$ 19.978.901,96 R$ 240.816,22 R$ 443.975,60 R$ 684.791,82 R$ 19.534.926,36

Mês 17 R$ 19.534.926,36 R$ 235.464,75 R$ 443.975,60 R$ 679.440,35 R$ 19.090.950,76

Mês 18 R$ 19.090.950,76 R$ 230.113,28 R$ 443.975,60 R$ 674.088,88 R$ 18.646.975,16

Mês 19 R$ 18.646.975,16 R$ 224.761,80 R$ 443.975,60 R$ 668.737,40 R$ 18.202.999,56

Mês 20 R$ 18.202.999,56 R$ 219.410,33 R$ 443.975,60 R$ 663.385,93 R$ 17.759.023,96

Mês 21 R$ 17.759.023,96 R$ 214.058,86 R$ 443.975,60 R$ 658.034,46 R$ 17.315.048,36

Mês 22 R$ 17.315.048,36 R$ 208.707,39 R$ 443.975,60 R$ 652.682,99 R$ 16.871.072,76

Mês 23 R$ 16.871.072,76 R$ 203.355,92 R$ 443.975,60 R$ 647.331,52 R$ 16.427.097,16

Mês 24 R$ 16.427.097,16 R$ 198.004,45 R$ 443.975,60 R$ 641.980,05 R$ 15.983.121,56

Mês 25 R$ 15.983.121,56 R$ 192.652,98 R$ 443.975,60 R$ 636.628,57 R$ 15.539.145,97

Mês 26 R$ 15.539.145,97 R$ 187.301,50 R$ 443.975,60 R$ 631.277,10 R$ 15.095.170,37

Mês 27 R$ 15.095.170,37 R$ 181.950,03 R$ 443.975,60 R$ 625.925,63 R$ 14.651.194,77

Mês 28 R$ 14.651.194,77 R$ 176.598,56 R$ 443.975,60 R$ 620.574,16 R$ 14.207.219,17

Mês 29 R$ 14.207.219,17 R$ 171.247,09 R$ 443.975,60 R$ 615.222,69 R$ 13.763.243,57

Mês 30 R$ 13.763.243,57 R$ 165.895,62 R$ 443.975,60 R$ 609.871,22 R$ 13.319.267,97

Mês 31 R$ 13.319.267,97 R$ 160.544,15 R$ 443.975,60 R$ 604.519,75 R$ 12.875.292,37

Mês 32 R$ 12.875.292,37 R$ 155.192,67 R$ 443.975,60 R$ 599.168,27 R$ 12.431.316,77

Mês 33 R$ 12.431.316,77 R$ 149.841,20 R$ 443.975,60 R$ 593.816,80 R$ 11.987.341,17

Mês 34 R$ 11.987.341,17 R$ 144.489,73 R$ 443.975,60 R$ 588.465,33 R$ 11.543.365,57

Mês 35 R$ 11.543.365,57 R$ 139.138,26 R$ 443.975,60 R$ 583.113,86 R$ 11.099.389,98

Mês 36 R$ 11.099.389,98 R$ 133.786,79 R$ 443.975,60 R$ 577.762,39 R$ 10.655.414,38

Mês 37 R$ 10.655.414,38 R$ 128.435,32 R$ 443.975,60 R$ 572.410,92 R$ 10.211.438,78

Mês 38 R$ 10.211.438,78 R$ 123.083,85 R$ 443.975,60 R$ 567.059,44 R$ 9.767.463,18

Mês 39 R$ 9.767.463,18 R$ 117.732,37 R$ 443.975,60 R$ 561.707,97 R$ 9.323.487,58

Mês 40 R$ 9.323.487,58 R$ 112.380,90 R$ 443.975,60 R$ 556.356,50 R$ 8.879.511,98

Mês 41 R$ 8.879.511,98 R$ 107.029,43 R$ 443.975,60 R$ 551.005,03 R$ 8.435.536,38

163

Mês 42 R$ 8.435.536,38 R$ 101.677,96 R$ 443.975,60 R$ 545.653,56 R$ 7.991.560,78

Mês 43 R$ 7.991.560,78 R$ 96.326,49 R$ 443.975,60 R$ 540.302,09 R$ 7.547.585,18

Mês 44 R$ 7.547.585,18 R$ 90.975,02 R$ 443.975,60 R$ 534.950,62 R$ 7.103.609,58

Mês 45 R$ 7.103.609,58 R$ 85.623,54 R$ 443.975,60 R$ 529.599,14 R$ 6.659.633,99

Mês 46 R$ 6.659.633,99 R$ 80.272,07 R$ 443.975,60 R$ 524.247,67 R$ 6.215.658,39

Mês 47 R$ 6.215.658,39 R$ 74.920,60 R$ 443.975,60 R$ 518.896,20 R$ 5.771.682,79

Mês 48 R$ 5.771.682,79 R$ 69.569,13 R$ 443.975,60 R$ 513.544,73 R$ 5.327.707,19

Mês 49 R$ 5.327.707,19 R$ 64.217,66 R$ 443.975,60 R$ 508.193,26 R$ 4.883.731,59

Mês 50 R$ 4.883.731,59 R$ 58.866,19 R$ 443.975,60 R$ 502.841,79 R$ 4.439.755,99

Mês 51 R$ 4.439.755,99 R$ 53.514,72 R$ 443.975,60 R$ 497.490,31 R$ 3.995.780,39

Mês 52 R$ 3.995.780,39 R$ 48.163,24 R$ 443.975,60 R$ 492.138,84 R$ 3.551.804,79

Mês 53 R$ 3.551.804,79 R$ 42.811,77 R$ 443.975,60 R$ 486.787,37 R$ 3.107.829,19

Mês 54 R$ 3.107.829,19 R$ 37.460,30 R$ 443.975,60 R$ 481.435,90 R$ 2.663.853,59

Mês 55 R$ 2.663.853,59 R$ 32.108,83 R$ 443.975,60 R$ 476.084,43 R$ 2.219.878,00

Mês 56 R$ 2.219.878,00 R$ 26.757,36 R$ 443.975,60 R$ 470.732,96 R$ 1.775.902,40

Mês 57 R$ 1.775.902,40 R$ 21.405,89 R$ 443.975,60 R$ 465.381,49 R$ 1.331.926,80

Mês 58 R$ 1.331.926,80 R$ 16.054,41 R$ 443.975,60 R$ 460.030,01 R$ 887.951,20

Mês 59 R$ 887.951,20 R$ 10.702,94 R$ 443.975,60 R$ 454.678,54 R$ 443.975,60

Mês 60 R$ 443.975,60 R$ 5.351,47 R$ 443.975,60 R$ 449.327,07 R$ 0,00

TOTAL R$ 9.772.158,61 R$ 25.306.609,14 R$ 35.078.767,76

164

ANEXO B – FLUXO DE CAIXA

Período

0 1 2 3

Investimento -R$

31.633.261,43 - - -

Receita Bruta - R$

48.000.000,00 R$

96.000.000,00 R$

96.000.000,00

Impostos Diretos - -R$ 3.827.991,87 -R$ 7.686.206,25 -R$ 7.688.679,00

Custo operacional - -R$

13.323.721,18 -R$

26.647.442,35 -R$

26.647.442,35

Ebitda - R$

30.848.286,95 R$

61.666.351,40 R$

61.663.878,65

Depreciação - -R$ 297.027,05 -R$ 267.324,34 -R$ 240.591,91

Juros do financiamento - -R$ 3.478.828,08 -R$ 2.729.250,48 -R$ 1.958.638,58

LAIR - R$

27.072.431,83 R$

58.669.776,58 R$

59.464.648,16

Imposto de renda e outros - -R$

16.113.685,75 -R$

34.882.508,53 -R$

35.354.662,25

Lucro Líquido - R$

10.958.746,08 R$

23.787.268,05 R$

24.109.985,91

Depreciação - R$ 297.027,05 R$ 267.324,34 R$ 240.591,91

Amortização financeira - -R$ 3.995.780,40 -R$ 5.327.707,20 -R$ 5.327.707,20

Fluxo de caixa líquido - R$ 7.259.992,73 R$

18.726.885,19 R$

19.022.870,62

Período

4 5 6 7

Investimento - - - -

Receita Bruta R$

96.000.000,00 R$

96.000.000,00 R$

96.000.000,00 R$

96.000.000,00

Impostos Diretos -R$ 7.690.904,48 -R$ 7.692.907,40 -R$ 7.694.710,04 -R$ 7.696.332,41

Custo operacional -R$

26.647.442,35 -R$

26.647.442,35 -R$

26.647.442,35 -R$

26.647.442,35

Ebitda R$

61.661.653,17 R$

61.659.650,25 R$

61.657.847,61 R$

61.656.225,24

Depreciação -R$ 216.532,72 -R$ 194.879,44 -R$ 175.391,50 -R$ 157.852,35

Juros do financiamento -R$ 1.188.026,68 -R$ 417.414,78 R$ 0,00 R$ 0,00

LAIR R$

60.257.093,78 R$

61.047.356,02 R$

61.482.456,11 R$

61.498.372,89

Imposto de renda e outros -R$

35.825.374,94 -R$

36.294.790,72 -R$

36.553.240,17 -R$

36.562.694,74

Lucro Líquido R$

24.431.718,83 R$

24.752.565,30 R$

24.929.215,94 R$

24.935.678,15

Depreciação R$ 216.532,72 R$ 194.879,44 R$ 175.391,50 R$ 157.852,35

Amortização financeira -R$ 5.327.707,20 -R$ 5.327.707,20 R$ 0,00 R$ 0,00

Fluxo de caixa líquido R$

19.320.544,35 R$

19.619.737,55 R$

25.104.607,44 R$

25.093.530,50

165

Período

8 9 10

Investimento - - -

Receita Bruta R$

96.000.000,00 R$

96.000.000,00 R$

96.000.000,00

Impostos Diretos -R$ 7.697.792,54 -R$ 7.699.106,66 -R$ 7.700.289,37

Custo operacional -R$

26.647.442,35 -R$

26.647.442,35 -R$

26.647.442,35

Ebitda R$

61.654.765,10 R$

61.653.450,98 R$

61.652.268,28

Depreciação -R$ 142.067,12 -R$ 127.860,40 -R$ 115.074,36

Juros do financiamento R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00

LAIR R$

61.512.697,99 R$

61.525.590,58 R$

61.537.193,91

Imposto de renda e outros -R$

36.571.203,85 -R$

36.578.862,04 -R$

36.585.754,42

Lucro Líquido R$

24.941.494,14 R$

24.946.728,54 R$

24.951.439,49

Depreciação R$ 142.067,12 R$ 127.860,40 R$ 115.074,36

Amortização financeira R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00

Fluxo de caixa líquido R$

25.083.561,26 R$

25.074.588,94 R$

25.066.513,85

INDÚSTRIA DE SUCO DE LARANJA INTEGRAL

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